Industria materialelor de constructii. Compoziția industriei materialelor de construcții, locul acesteia în complexul de construcții și economia națională Industria construcțiilor este utilizată pentru fabricație
Probleme acoperite
1. Principalele tipuri de materii prime minerale pentru producție materiale de constructii
2. Roci magmatice, sedimentare și metamorfice
3. Resurse secundare tehnogene
Principalele materii prime naturale pentru producerea materialelor de construcție sunt stânci. Sunt folosite pentru a face ceramică, sticlă, metal și lianți anorganici. Sute de metri cubi de nisip, pietriș și piatră zdrobită sunt utilizați anual ca agregate pentru beton și mortare.
O altă sursă importantă de materie primă este resurse secundare tehnogene(deseuri industriale). Până acum sunt subutilizate. Dar pe măsură ce resursele naturale sunt epuizate și cerințele pentru protecție cresc mediuși dezvoltarea de noi tehnologii eficiente, materiile prime tehnogene vor fi utilizate mult mai pe scară largă.
Stâncile ca bază de materie primă
producția de materiale de construcție
Stânci- Acestea sunt acumulări semnificative de minerale în scoarța terestră, formate ca urmare a unor procese fizice și chimice. Minerale– sunt substanțe care au o anumită compoziție chimică, structură omogenă și proprietăți fizice și mecanice caracteristice. În funcție de condițiile de formare, rocile sunt împărțite în trei grupuri principale:
igneos roci (primare) formate când magma s-a răcit și s-a solidificat.
Sedimentar rocile (secundare) s-au format ca urmare a procesului natural de distrugere a rocilor primare și a altor roci sub influența mediului extern.
Metamorfic rocile (modificate) s-au format ca urmare a modificării ulterioare a rocilor primare și secundare.
Roci magmatice
Adânc- Acestea sunt roci formate atunci când magma se solidifică la diferite adâncimi în scoarța terestră. Turnat rocile s-au format prin activitatea vulcanică, revărsarea magmei și întărirea acesteia la suprafață.
Principalele minerale care formează roci– cuarț (și varietățile sale), feldspați, silicați feromagneziani, aluminosilicați. Toate aceste minerale diferă unele de altele prin proprietăți, prin urmare predominarea anumitor minerale în rocă îi modifică proprietățile de construcție: rezistență, durabilitate, vâscozitate și capacitatea de a fi prelucrate (lustruit, șlefuit etc.).
Cuarţ, format din silice (dioxid de siliciu SiO 2) sub formă cristalină, este unul dintre cele mai puternice și mai rezistente minerale. Are: rezistență excepțional de mare (sub compresie până la 2000 MPa); duritate mare, a doua numai după duritatea topazului, corindonului și diamantului; rezistență chimică ridicată la temperaturi normale; rezistenta mare la foc (se topeste la temperatura de 1700°C). Culoarea cuarțului este cel mai adesea alb lăptos sau gri. Datorită rezistenței sale mari și rezistenței chimice, cuarțul rămâne aproape neschimbat în timpul intemperiilor rocilor magmatice în care este inclus. Feldspați– acestea sunt cele mai comune minerale din rocile magmatice (până la 2/3 din masa totală a rocii). Ele sunt, ca și cuarțul, componente deschise ale rocilor (albe, rozalii, roșii etc.). Principalele soiuri de feldspați sunt ortoclaza și plagioclaza. În comparație cu cuarțul, feldspații au rezistență la compresiune (120-170 MPa) și rezistență semnificativ mai scăzută, deci sunt mai puțin frecvente în rocile sedimentare (în principal sub formă de nisipuri feldspatice). Rezultatul intemperiilor este un mineral argilos - caolinitul.
Într-un grup silicati de fier-magneziu cele mai comune sunt olivina, piroxenii (de exemplu, augita) și amfibolii (hornblenda). Printre silicati de magneziu se gasesc minerale secundare, cel mai adesea inlocuind olivina - serpentina, crizotil-azbest.
Toate mineralele de mai sus se caracterizează prin rezistență și duritate ridicate, precum și prin densitate crescută.
Roci adânci (intruzive). Când magma se răcește încet în condiții profunde, apar structuri cristaline. Consecința acestui fapt este o serie de proprietăți generale ale rocilor de adâncime: porozitate foarte scăzută, densitate mare și rezistență ridicată.. Indicatori medii ai celor mai importante proprietăți de construcție ale unor astfel de roci: rezistența la compresiune 100–300 MPa; densitate 2600–3000 kg/m3; absorbția de apă este mai mică de 1% în volum; conductivitatea termică este de aproximativ 3 W/(m×°C).
granite au o compoziție minerală favorabilă pietrei de construcții, caracterizată printr-un conținut ridicat de cuarț (25–30%), sodiu-potasiu (35–40%) și plagioclază (20–25%), de obicei o cantitate mică mica (5-10%) si absenta sulfurilor. Graniturile au o rezistență mecanică ridicată la compresiune - 120–250 MPa (uneori până la 300 MPa). Rezistența la tracțiune, ca și în cazul tuturor materialelor din piatră, este relativ scăzută și este doar aproximativ 1/30-1/40 din rezistența la compresiune.
Una dintre cele mai importante proprietăți ale granitelor este porozitatea scăzută, care nu depășește 1,5%, ceea ce determină o absorbție de apă de aproximativ 0,5% (în volum). Prin urmare, rezistența lor la îngheț este ridicată. Rezistența la foc a granitului este insuficientă, deoarece crapă la temperaturi de peste 600 ° C din cauza transformărilor polimorfe ale cuarțului. Granitul, ca majoritatea celorlalte roci magmatice dense, are o rezistență ridicată la abraziune.
Dintre toate rocile magmatice, granitele sunt cele mai utilizate în construcții, deoarece sunt cele mai comune dintre rocile magmatice adânci. Alte roci adânci (syenite, diorite, gabros etc.) sunt găsite și folosite mult mai rar.
Roci extrudate (efuzive). Rocile magmatice, formate în timpul cristalizării magmei la adâncimi mici și ocupând o poziție intermediară între rocile adânci și eruptive din punct de vedere al condițiilor de apariție și al structurii lor, au structuri cristaline pline, cu granulație neuniformă și incomplet cristaline.
Dintre structurile cu granulație neuniformă se disting structurile porfirice și cele porfiritice Porfir de cuarțîn compoziţia lor minerală sunt apropiate de granite. Rezistența lor, porozitatea și absorbția de apă sunt similare cu cele ale granitelor. Dar porfirii sunt mai fragili și mai puțin durabili datorită prezenței incluziunilor mari.
Rocile formate ca urmare a revărsării magmei, a răcirii și solidificării acesteia pe suprafața pământului, constau, de regulă, din cristale individuale încorporate în masa principală fin-cristalină, criptocristalină și chiar sticloasă. Rocile extrudate, ca urmare a distribuției neuniforme a componentelor minerale, sunt relativ ușor distruse de intemperii. LA strâns rocile erupte includ andezite, bazalt, diabaze, trahite, liparite.
Andezite– analogi erupți ai dioritelor – roci de culoare gri sau gri-gălbui. Structura poate fi parțial cristalină sau sticloasă. Densitatea andezitelor este de 2700-3100 kg/m 3, rezistența la compresiune este de 140-250 MPa. Andezitele sunt folosite pentru a produce beton rezistent la acizi.
Bazalt folosit în principal ca moloz și piatră zdrobită pentru beton, în construcția drumurilor (pentru pietruirea străzilor); Roci deosebit de dense sunt folosite în construcțiile de inginerie hidraulică. Bazalții sunt materia primă pentru produsele din piatră turnată și sunt utilizați la producerea fibrelor minerale în producția de materiale termoizolante.
LA poros rocile erupte includ piatră ponce, tuf vulcanic și cenușă și lave de tuf. Piatră ponce este o sticlă vulcanică poroasă formată ca urmare a eliberării de gaze în timpul solidificării rapide a lavelor acide și intermediare. Porozitatea sa atinge 60%; pereții dintre pori sunt din sticlă. Duritatea pietrei ponce este de aproximativ 6, densitatea reală este de 2–2,5 g/cm3, densitatea este de 0,3–0,9 g/cm3. Porozitatea mare a pietrei ponce oferă proprietăți bune de izolare termică, iar închiderea majorității porilor asigură o rezistență suficientă la îngheț. Piesa ponce este un material de umplutură valoros în betonul ușor (beton ponce). Prezența siliciului activ în piatră ponce îi permite să fie utilizat ca aditiv hidraulic pentru cimenturi și var Cenușă vulcanică– cele mai mici particule de lavă, fragmente de minerale individuale aruncate în timpul unei erupții vulcanice. Dimensiunile particulelor de cenușă variază de la 0,1 la 2 mm. Cenușa vulcanică este un supliment mineral activ.
Tuful și pietrele de tuf sunt folosite sub formă de piatră tăiată pentru așezarea pereților clădirilor rezidențiale, instalarea pereților despărțitori și a pardoselilor rezistente la foc. Tufurile sunt folosite și sub formă de piatră zdrobită pentru betonul ușor.
Roci sedimentare
Majoritatea rocilor sedimentare au o structură mai poroasă decât rocile magmatice dense și, prin urmare, mai puțină rezistență. Unele dintre ele se dizolvă relativ ușor (de exemplu, gips) sau se dezintegrează în particule minuscule în apă (de exemplu, argilă).
Principalele minerale care formează roci. Cele mai comune minerale grupe de silice– cuarț, opal, calcedonie. Prezent în rocile sedimentare cuarț magmaticŞi cuarț sedimentar. Cuarțul sedimentar se depune direct din soluții și se formează și ca urmare a recristalizării opalului și calcedoniei. Opal– siliciu amorf. Opalul este cel mai adesea incolor sau alb lăptos, dar în funcție de impurități poate fi galben, albastru sau negru. Densitate 1,9-2,5 g/cm 3, duritate maximă 5-6, fragil. Opalul, calcedoniul și unele roci vulcanice, atunci când sunt utilizate în compoziția rocilor corespunzătoare ca umpluturi de beton, pot reacționa cu alcalii de ciment, provocând distrugerea betonului. Minerale grupări carbonatice sunt răspândite în rocile sedimentare. Cele mai importante roluri în ele sunt jucate de calcitul, dolomita și magnezitul.
Calcit(CaCO 3) - incolor sau alb, în prezența impurităților mecanice, minerale gri, galbene, roz sau albăstrui. Stralucirea sticlei. Densitate 2,7 g/cm 3, duritate 3. Un semn de diagnostic caracteristic este fierberea violentă în acid clorhidric 10%.
Dolomită 2 – incolor, alb, adesea cu o nuanță gălbuie sau maronie minerală. Stralucirea sticlei. Densitate 2,8 g/cm3, duritate 3-4. În acid clorhidric 10% se fierbe numai în pulbere și la încălzire. Dolomitul este de obicei cu granulație fină, cristalele mari sunt rare. Se formează fie ca sediment chimic primar, fie ca rezultat al dolomitizării calcarelor. Dolomita minerală formează roca cu același nume.
Magnezit(MgCO 3) – mineral incolor, alb, gri, galben, maro. Densitate 3,0 g/cm3, duritate 3,5-4,5. Se dizolvă în HCI când este încălzit. Magnezitul mineral alcătuiește roca cu același nume.
LA grup de minerale argiloase includ caolinit, montmorillonit și hydromicas.
Caolinitul(Al 2 O 3 × 2SiO 2 × 2H 2 O) este un mineral alb, uneori cu o tentă maronie sau verzuie. Densitate 2,6 g/cm 3, duritate 1. Se simte gras. Caolinitul compune argile caolin, face parte din argile poliminerale și uneori este prezent în cimentul rocilor clastice.
Cele mai comune minerale grupări sulfat sunt gipsul și anhidrita.
Gips(CaSO 4 × 2H 2 O) este un grup de cristale albe sau incolore, uneori colorate impurități mecaniceîn tonuri de albastru, galben sau roșu. Densitate 2,3 g/cm3, duritate 2.
Anhidrit(CaSO 4) – mineral alb, gri, roz deschis, albastru deschis. Densitate 3,0 g/cm 3, duritate 3–3,5. Se găsește de obicei sub formă de agregate continue cu granulație fină.
Roci clastice. Rocile din grupul luat în considerare sunt compuse preponderent din boabe de minerale și roci rezistente la intemperii.
Lejer roci clastice - nisip(cu boabe predominant până la 5 mm) și pietriş(cu granule peste 5 mm) – folosit ca umplutură pentru beton, în construcția drumurilor, pentru balast feroviar. Nisipurile servesc ca o componentă a amestecului de materii prime în producția de sticlă, ceramică și multe alte produse.
Roci de lut compus din peste 50% particule mai mici de 0,01 mm, iar cel puțin 25% dintre acestea au dimensiuni mai mici de 0,001 mm. Se caracterizează printr-o compoziție minerală complexă. Compoziția mineralelor argiloase este luată ca bază pentru clasificarea mineralogică a rocilor argiloase. Caolin argilele sunt compuse din caolinit mineral. De obicei, aceste argile sunt vopsite în culori deschise, sunt grase la atingere, sunt puțin plastice și rezistente la foc.
Polimictic argilele sunt reprezentate de două sau mai multe minerale, iar niciunul dintre ele nu este predominant. Argilele de caolin sunt refractare și sunt utilizate pe scară largă în industria ceramică. Argilele sunt, de asemenea, o componentă a amestecului de materii prime în producția de ciment. Argilele sunt folosite ca material de construcție la construcția barajelor de pământ (paravane etc.).
Cimentat roci clastice – gresii, conglomerate, brecii. Gresie constă din granule de nisip cimentate cu diverse „cimenturi” naturale. Dacă compoziția de rocă include bucăți mari (pietriș sau piatră zdrobită), atunci li se dă numele conglomerat(pentru piese rotunjite) și brecii(pentru piese cu unghi ascuțit). Dintre acestea, gresiile sunt cele mai des folosite în construcții (precum și calcarele dense
Cel mai frecvent carbonat Rocile sunt calcare și dolomite. Calcar– rocă compusă din mai mult de 50% calcit; dolomit - mai mult de 50% dolomit O roca caracterizata printr-un continut aproximativ egal de carbonat si material argilos se numeste marnă.
Porozitatea calcarelor dense nu depășește zecimi de procente, în timp ce cea a calcarelor afânate ajunge la 15–20%. Dolomiți De aspect asemănătoare calcarelor. Culoarea dolomitelor este albă, alb-gălbuie, maro deschis. Se caracterizează prin structuri granulare microgranulare și cristaline. Datorită distribuției lor largi, extracției și procesării ușoare, calcarele, calcarele dolomitizate și dolomitele sunt folosite în construcții mai des decât alte roci. Se folosesc sub formă de moloz pentru fundații, pereți ai clădirilor neîncălzite sau clădirilor rezidențiale în zone cu climă caldă, iar rocile cele mai dense sunt folosite sub formă de plăci și piese modelate pentru placarea exterioară a clădirilor. Calcarul zdrobit este adesea folosit ca agregat pentru beton. Calcarele sunt utilizate pe scară largă ca materii prime pentru producția de lianți - var și ciment. Dolomiţii se folosesc pentru obţinerea lianţilor şi materiale ignifugeîn industria cimentului, sticlei, ceramicii și metalurgică.
Sulfat rocile - gips și anhidrita - servesc ca materii prime pentru producerea lianților, uneori sunt folosite sub formă de produse de acoperire.
Allite Rocile se caracterizează printr-un conținut ridicat de alumină. Există două roci principale în acest grup: bauxită și laterită. Minerale care formează roci bauxită sunt hidroxizi de aluminiu (gibbsite și diaspore). Bauxitele variază ca aspect. Ele pot fi moi, friabile, asemănătoare cu argila. Bauxita nu are plasticitate. Sunt utilizate pentru producerea de aluminiu, abrazive artificiale, ciment aluminos.
Roci metamorfice
Metamorfism numită transformarea rocilor care are loc în intestine scoarta terestra sub influența temperaturilor și presiunilor ridicate. În aceste condiții, cristalizarea mineralelor poate avea loc fără topire.
Principalele tipuri de roci metamorfice. Unele soiuri de argilos, silicioase, mica si alte sisturi sunt materiale naturale de acoperis - ardezie pentru acoperișuri. Aceste ardezii se despart cu ușurință de-a lungul planurilor de foliare în plăci plate netede, subțiri (2–8 mm). Acestea trebuie să îndeplinească anumite cerințe: să aibă densitate și vâscozitate suficiente, duritate, absorbție scăzută de apă, rezistență ridicată la apă și rezistență la intemperii. Densitatea ardeziei pentru acoperiș este de aproximativ 2,7–2,8 g/cm3, porozitatea este de 0,3–3%, rezistența la compresiune este de 50–240 MPa. Mare valoare are, de asemenea, rezistența la rupere perpendiculară pe foliare. Ardezia pentru acoperiș este utilizată în producția de țigle pentru acoperiș și unele piese de construcție (plăci pentru placare interioară, trepte de scări, plăci de podea, scânduri de pervaz etc.).
Gneisuri– roci de origine metamorfică, formate la temperaturi de 600–800 °C și presiune ridicată. Rocile sursă sunt argiloase și cuarț-feldspate (granite). Gneisurile nu sunt inferioare granitelor ca proprietăți mecanice și fizice, dar rezistența lor la rupere este de 1,5-2 ori mai mică.
Gneisurile sunt folosite pentru zidăria de moloz, pentru așezarea fundațiilor, ca material pentru piatra zdrobită și parțial sub formă de plăci pentru asfaltarea drumurilor. Piatra zdrobită din gneisul foarte șistos nu este utilizată pentru beton și construcția drumurilor din cauza formei nedorite a boabelor.
Educaţie cuarțite asociat cu recristalizarea gresiilor. Proprietățile importante ale cuarțiților sunt rezistența ridicată la foc (până la 1710–1770 °C) și rezistența la compresiune (100–450) MPa. În construcții, cuarțitul este folosit ca piatră de perete, pietre de ferme în poduri, moloz, piatră zdrobită și pavaj, iar cuarțitul cu o culoare frumoasă și neschimbătoare este folosit pentru placarea clădirilor. Cuarțitele sunt utilizate în producția de dinas, un material refractar cu rezistență ridicată la acid.
Marmură– o rocă carbonatată densă cu granulație fină, medie și grosieră, constând în principal din calcit și reprezentând calcar recristalizat. Rezistența la compresiune este de 100-300 MPa. Marmura este ușor de prelucrat și, datorită porozității sale scăzute, poate fi lustruită bine. Marmura este utilizată pe scară largă pentru decorarea interioară a pereților clădirilor, treptele scărilor etc. Sub formă de nisip și piatră mică zdrobită (fărâmituri), se folosește pentru tencuieli colorate, fațare cu beton decorativ etc. În condiții de coroziune prin sulfat, marmura nu este utilizată pentru placarea exterioară.
Resurse tehnogene și secundare
Potrivit UNESCO, peste 120 de miliarde de tone de minereuri, combustibili fosili și alte materii prime sunt extrase anual din adâncurile lumii (20 de tone de materii prime pentru fiecare locuitor al planetei). În ceea ce privește amploarea materiilor prime extrase și prelucrate, activitatea economică umană a depășit activitatea vulcanică (10 miliarde de tone pe an) și eroziunea pământului de către toate râurile lumii (25 miliarde de tone pe an). Această activitate este însoțită și de generarea de cantități enorme de deșeuri. Principalele surse de deșeuri de mare tonaj sunt: industria minieră, metalurgică, chimică, forestieră și prelucrarea lemnului, industria textilă; complex energetic; industria materialelor de constructii; complex agroindustrial; activitățile umane de zi cu zi.
Deșeurile industriale sau subprodusele industriale sunt secundare resurse materiale. Multe deșeuri sunt similare ca compoziție și proprietăți cu materiile prime naturale. S-a stabilit că utilizarea deșeurilor industriale poate acoperi până la 40% din necesarul de materii prime în construcții. Utilizarea deșeurilor industriale face posibilă reducerea costurilor de producere a materialelor de construcție cu 10-30% față de producția acestora din materii prime naturale, crearea de noi materiale de construcție cu indicatori tehnici și economici înalți și, în plus, reducerea poluării mediului. .
Zguri din metalurgie feroasă – un produs secundar în timpul topirii fontei din minereurile de fier (furnal, vatră deschisă, feromangan). Randamentul în zgură este foarte mare și variază de la 0,4 la 0,65 tone la 1 tonă de fontă. Conțin până la 30 de elemente chimice diferite, în principal sub formă de oxizi. Oxizii bazici: Si02, Al203, CaO, MgO. FeO, MnO, P 2 O 5, TiO 2, V 2 O 5 etc. sunt prezente în cantități mai mici Compoziția zgurii depinde de compoziția cocsului și a rocii sterile și determină caracteristicile utilizării zgurii. .
75% din cantitatea totală de zgură de furnal este utilizată în producția de materiale de construcție. Consumatorul principal este industria cimentului. În fiecare an, consumă milioane de tone de zgură granulată de furnal. Granularea implică răcirea rapidă a zgurii topite, în urma căreia zgura capătă o structură sticloasă și, în consecință, o activitate ridicată.
Zgura de fabricare a oțelului (foar deschis) este folosită într-o măsură mai mică. Dificultățile în utilizarea lor sunt asociate cu eterogenitatea și variabilitatea compoziției chimice.
Zguri din metalurgie neferoase extrem de divers ca compozitie. Cea mai promițătoare direcție de utilizare a acestora este prelucrarea complexă: extracția preliminară a metalelor neferoase și rare din zgură; secreție de fier; utilizarea reziduurilor de zgură silicată pentru producerea materialelor de construcție.
La primirea produselor colorate se formează nămol. De exemplu, un produs secundar al producției de aluminiu este nămolul de bauxită, un material vrac liber, de culoare roșie. Când se produce alumină din materii prime nefeline, se formează nămol de nefelină. Dacă alumina este produsă din argile cu conținut ridicat de aluminat, se formează nămol de caolin, etc., ca produs secundar. Toate aceste nămoluri sunt utilizate în principal în producția de ciment.
(TPP) – reziduu mineral de la arderea combustibilului solid. O centrală termică de putere medie descarcă anual până la 1 milion de tone de cenușă și zgură în haldele, iar centralele termice care ard combustibil cu mai multe cenușă - până la 5 milioane de tone. compozitia chimica Cenușa și zgura de combustibil sunt formate din SiO 2, AI 2 O 3, CaO, MgO etc. și, de asemenea, conțin combustibil nears. Cenușa de combustibil și zgura sunt folosite doar la 3-4% din producția lor anuală.
Cenușa și zgura de la centralele termice pot fi utilizate în producția de aproape toate materialele și produsele de construcție. De exemplu, introducerea a 100–200 kg de cenuşă activă (cenuşă zburătoare) la 1 m 3 de beton face posibilă economisirea a până la 100 kg de ciment. Nisipul de zgură este potrivit pentru înlocuirea nisipului natural, iar piatra de zgură zdrobită este potrivită ca agregat grosier.
Deșeurile miniere. Supraîncărcare– deșeuri miniere, deșeuri din extracția diferitelor minerale. În special număr mare Aceste deșeuri sunt generate în timpul exploatării în cariere deschise. Potrivit estimărilor aproximative, anual în țară se generează peste 3 miliarde de tone de deșeuri, care reprezintă o sursă inepuizabilă de materii prime pentru industria materialelor de construcții. Cu toate acestea, în prezent ele sunt utilizate doar în proporție de 6-7%. În funcție de compoziția lor se folosesc roci de supraîncărcare și steril (carbonate, argiloase, marnoase, nisipoase etc.).
Depășirea nu este singurul deșeu din industria minieră. O mare cantitate de rocă sterilă se ridică la suprafața pământului și este trimisă la haldele. Instalațiile miniere și de prelucrare aruncă cantități mari de steril de flotație în haldele, care se formează în special în timpul prelucrării minereurilor de metale neferoase. Deșeurile provenite din exploatarea cărbunelui și de la prepararea cărbunelui sunt generate la fabricile de preparare a cărbunelui. Deșeurile miniere de cărbune se caracterizează printr-o compoziție constantă, care le deosebește favorabil de alte tipuri de deșeuri minerale.
Rocile asociate și deșeurile de la prelucrarea industrială a mineralelor minerale diferă ca geneză, compoziție minerală, structură și textură de cele utilizate în mod tradițional la producerea materialelor de construcție. Acest lucru se explică prin diferența semnificativă a adâncimii carierelor pentru extracția materiilor prime pentru industria construcțiilor (20–50 m) din dezvoltarea modernă a zăcămintelor de minereu (350–500 m).
Deșeuri de gips din industria chimică– produse care conțin sulfat de calciu într-o formă sau alta. Cercetare științifică a demonstrat deplina înlocuire a materiilor prime tradiționale din gips cu deșeuri din industria chimică.
Fosfogips– deșeuri din producția de îngrășăminte fosfatice din apatite și fosforite. Este CaSO 4 × 2H 2 O cu amestecuri de apatită (sau fosforit) necompusă și acid fosforic nespălat.
Fluorgips(fluorura acidă) este un produs secundar în producerea acidului fluorhidric, a acidului fluorhidric anhidru și a sărurilor de fluorură. În compoziție este CaSO4 cu amestecuri de fluorit original necompus.
Titanogips– deșeuri din descompunerea acidului sulfuric a minereurilor care conțin titan. Borogypsum– deșeuri de producție acid boric. Sulfogips obţinut prin captarea anhidridei sulfurice din gazele de ardere ale centralelor termice.
Zgură electrotermofosforică– deșeuri din producerea acidului fosforic produs prin metoda electrotermală. Conțin 95-98% sticlă sub formă granulară. Principalii oxizi incluși în compoziția lor sunt SiO 2 și CaO. Sunt materii prime valoroase în producția de lianți.
Prelucrarea lemnului și deșeurile chimice forestiere.În prezent, în țara noastră, se utilizează doar 1/6 din deșeurile lemnoase industria celulozei și hârtiei si industria materialelor de constructii. Scoarța, cioturile, vârfurile, crengile, nuiele, precum și deșeurile de prelucrare a lemnului - așchii, așchii, rumeguș - nu sunt practic folosite.
Deșeuri din industria celulozei și hârtiei– precipitații apa rezidualași alte nămoluri industriale. Osprey– un produs rezultat din tratarea mecanică a apelor uzate. Acestea sunt impurități grosiere, constând în principal din fibre de celuloză și particule de caolin. Nămol activ– un produs al epurării biologice a apelor uzate, găsit sub formă de coloizi și molecule.
Deșeuri din industria materialelor de construcții. La producerea clincherului de ciment, până la 30% din volumul produsului ars este îndepărtat cu gazele de ardere din cuptoare sub formă de praf. Acest praf poate
Tabelul 2.1. Deseuri industriale utilizate la producerea materialelor de constructii
| Deşeuri | Aplicații și materiale |
| Zguri de metalurgie feroasă: furnal, vatră deschisă, feromangan | Ciment Portland (producție de clincher), ciment Portland cu aditivi minerali, ciment de zgură Portland, lianți mixți fără ciment, umpluturi de beton, vată de zgură, sticlă de zgură etc. |
| Deșeuri din metalurgie neferoasă: zgură (cuptoare de topire a cuprului, producția de nichel, topirea minei de plumb etc.), nămol (bauxită, nefelină, caolin) | Lianti de intarire in autoclav, nisip si piatra sparta, ciment Portland (producerea clincherului), ciment nefelin, materiale pentru intarirea solului, refractare, materiale termoizolante etc. |
| Cenușa și zgura centralelor termice | Lianti, pietris poros, beton celular, produse silicate, aditivi pentru ceramica etc. |
| Supraîncărcare: supraîncărcare și roci sterile, steril etc. | Ciment Portland (producția de clincher), var umflat, vată minerală, sticlă, pigmenți, cărămizi ceramice, cărămizi nisip-var, agregate de beton etc. |
| Deșeuri din exploatarea cărbunelui și de la prepararea cărbunelui: fabrici de cocs, instalații de preparare a cărbunelui, roci de mină nearse | Agregat poros pentru beton, caramizi ceramice, materiale de constructii drumuri |
| Deșeuri de gips din industria chimică: fosfogips, fluorogips, titanogips, borgips, sulfogips | Înlocuirea materiilor prime tradiționale din gips |
| Lemn și deșeuri chimice forestiere: scoarță, cioturi, vârfuri, crengi, crenguțe, plăci, așchii, așchii, rumeguș, lignină, osprey etc. | Arbolit, plăci de fibre, plăci de fibre, PAL, plăci de lemn, rumeguș de beton, xilolit, produse laminate, parchet panouri, șindrilă, materiale plastice din lemn lignocarbohidrat, corolit, blocuri cu noduri, plăci de scoarță solidă, aditivi de ardere, aditivi plastifianți, materiale de finisare, carton pentru acoperișuri și etc. |
| Deșeuri din industria materialelor de construcții: praf de ciment, praf de piatră, firimituri, cărămizi sparte, beton defecte și vechi | Ciment Portland, agregate de beton, umplutură minerală, aditivi, lianți mixți etc. |
| Cenușuri de pirit | Ciment Portland (aditiv corector) |
| Zgură electrotermofosforică | Ciment Portland (componenta amestecului brut), ShPC, ShPC rezistent la sulfat, piatră spartă turnată, zgură ponce, ceramică de perete (componentă de încărcare) |
| Alte deșeuri și resurse secundare: sticlă spartă și deșeuri de sticlă, deșeuri de hârtie, cârpe, anvelope uzate etc. | Sticlă, umplutură pentru asfalt, aditiv în producția de ceramică pentru pereți, umplutură poroasă pentru beton, carton pentru acoperiș, izolație, izolație folie etc. |
revenirea la producție și, de asemenea, să fie utilizate în producția de lianți.
Cărămizile sparte, betonul vechi și defecte sunt folosite ca piatră artificială zdrobită. Resturile de beton sunt deșeuri de la întreprinderile prefabricate din beton și demolare. Volume uriașe de reconstrucție a fondului de locuințe, întreprinderi industriale, mijloace de transport, drumuri etc. ridică o problemă științifică și tehnică importantă pentru prelucrarea deșeurilor de beton și beton armat. Dezvoltat diverse tehnologii distrugere structuri de construcție, precum și echipamente speciale pentru prelucrarea betonului substandard și a betonului armat.
Alte deșeuri și resurse secundare– deșeuri și sticlă spartă, deșeuri de hârtie, cauciuc mărunțiș, deșeuri și produse secundare de producție materiale polimerice, subproduse ale industriei petrochimice etc.
Cele mai importante tipuri de materiale de construcție obținute din deșeurile industriale de mai sus sunt prezentate în tabel. 1.
Întrebări de securitate
1. Mineralele profunde care formează rocile magmatice proprietăți fizice
2. Minerale formatoare de roci ale rocilor sedimentare (grupa silice) si proprietatile acestora
3. Minerale formatoare de roci ale rocilor sedimentare (grup argilos) si proprietatile acestora
4. Tipuri de roci metamorfice și proprietățile acestora
5. Industriile sunt surse de o mulțime de deșeuri de tonaj.
6. Zguri de metalurgie feroasă și zone de aplicare a acestora.
7. Produse reziduale din metalurgia neferoasă și domeniile lor de aplicare.
8. Deșeuri din industria minieră și domeniile lor de aplicare.
9. Deșeuri de gips din industria chimică.
10. Deșeuri din industria construcțiilor și domeniile lor de aplicare.
Programele de lucru in domeniul constructiilor necesita pentru implementarea lor, odata cu dezvoltarea in continuare a industriei materialelor de constructii, cautarea de noi rezerve pentru cresterea eficientei productiei lor. În construcțiile moderne, nevoia de materiale de construcție de înaltă rezistență, care au o bază dezvoltată de materie primă și sunt fabricate folosind metode tehnologice avansate, este în creștere bruscă.
În tehnologia materialelor de construcție, există lucrări care arată fezabilitatea tehnică și fezabilitatea economică a producerii lianților necimentați. Materiile prime minerale pentru producție sunt deșeuri cu tonaj mare din industria metalurgică, termică, minieră, chimică și din alte industrii.
Pe baza acestor lianți, se pot produce diverse materiale de construcție, precum: amestecuri uscate de construcție, blocuri și plăci de beton, beton pentru construcții monolitice, cărămidă, plăci de pavaj etc.
Introducerea experimentală a lianților fără ciment în construcții a început în 1958, iar producția în 1964. În acest timp, au fost dovedite proprietățile tehnologice și operaționale înalte ale unor astfel de materiale de construcție, care au rezistat testului timpului în structurile din diverse domenii ale construcțiilor. De exemplu, în 1989 a fost construită o clădire cu 22 de etaje în orașul Lipetsk.
Dezvoltarea materialelor de construcție pe baza utilizării integrate a deșeurilor industriale la scară largă este determinată, în primul rând, de factori de mediu și economici. În primul rând, o creștere semnificativă a prețurilor la cimenturi, agregate naturale, resurse energetice și, în al doilea rând, agravarea situației de mediu din țară ca urmare a creșterii continue, formării și acumulării deșeurilor industriale.
Minimizarea consecințelor asupra mediului ale deșeurilor industriale poate fi realizată doar prin reciclarea completă a acestora. Prin urmare, multe țări dezvoltate au luat calea utilizării nu naturale, ci a materialelor artificiale ca materii prime minerale și a fabricării de noi tipuri de produse de înaltă calitate din acestea. Rusia, în acest sens, este semnificativ inferioară. De exemplu, deșeurile de cenușă și zgură de la termocentrale sunt utilizate doar în proporție de 8%, zgura de oțel și feroaliaje cu 50%, siliciul ultrafin, care este un deșeu din producția de aliaje care conțin siliciu, cu 10%, deșeuri din minerit. industrie cu 27%. Cercetările arată că utilizarea pe scară largă a deșeurilor industriale ar extinde baza de resurse minerale a industriei construcțiilor cu 15-20%.
Compoziția chimică și mineralogică a deșeurilor enumerate, în cea mai mare parte, este ideală pentru producerea de lianți necimentați. În plus, caracteristica lor distinctivă este capacitatea de a fi activate chimic de substanțe, care la rândul lor pot fi și deșeuri din alte industrii.
Deșeurile industriale trebuie privite nu ca depozite industriale tradiționale, ci ca o bază stabilă și regenerabilă de materie primă pentru producerea de materiale de construcție ieftine și de înaltă calitate.
Caracteristicile tehnologiei materialelor de construcție sunt următoarele:
- -utilizarea deseurilor industriale;
- - utilizarea activatorilor chimici de întărire din deșeuri locale;
- -tratare hidrotermala simpla la presiune atmosferica;
- -tehnologia permite producerea de materiale de constructii colorate in volum.
Principalele etape și direcții de dezvoltare a industriei materialelor de construcții. ÎN Federația Rusăîn ultimii ani, a fost posibilă o creștere constantă a volumului de produse industriale, dar, deși creșterea anuală a producției de materiale de construcții a fost în medie de aproximativ 10%, volumele realizate nu satisfac pe deplin nevoile moderne. construcții, care este cauzată în principal de nivelul tehnic scăzut al întreprinderilor și de uzura echipamentelor tehnologice.
Producția anumitor tipuri de materiale de construcție se caracterizează printr-o intensitate ridicată a capitalului capacitatea de productieși necesită timp semnificativ pentru construcție, ceea ce reduce atractivitatea lor pentru investiții.
În industria de bază pentru construcții - industria cimentului, volumul investițiilor pe 1 tonă de ciment va crește de la 5-6 dolari pe tonă de capacitate pe an la întreținerea și repararea instalațiilor existente la 250-300 de dolari pe tonă la construirea de noi fabrici .
Gradul de uzură al echipamentelor tehnologice din industria cimentului este de 70%. Ca urmare, capacitatea celor 45 de fabrici de ciment aflate în exploatare este estimată oficial la 71,2 milioane de tone, dar de fapt - conform estimărilor independente - uzinele în starea actuală pot produce maxim 65 de milioane de tone de ciment pe an.
Pentru a asigura complexul de construcții cu ciment suficient pentru a pune în funcțiune 80 milioane mp. locuințe pe an, industria ar trebui să atingă nivelul de 90 de milioane de tone de ciment pe an în 2010, ceea ce va necesita introducerea unei capacități de producție suplimentare. Investițiile mari de capital unice în total pentru industrie sunt estimate la 5,1 - 6,3 miliarde de dolari.
Producerea materialelor termoizolante. În prezent, industria autohtonă produce aproximativ 9,0 milioane de metri cubi. m de produse termoizolante de toate tipurile.
Principalul tip de izolație produs în Rusia este produsele din vată minerală, a căror pondere în producția totală este mai mare de 65%. Aproximativ 8% provine din materiale din vată de sticlă, 20% din materiale plastice spumă, 3% din beton celular.
Nevoia de materiale de izolare a crescut brusc după introducerea de noi cerințe pentru pierderea de căldură a anvelopelor clădirii. Necesarul total de materiale de izolare pentru toate sectoarele economiei țării este estimat la 50-55 milioane m3 până în 2010, inclusiv 18-20 milioane m3 pentru construcția de locuințe.
1.3. Baza de materii prime din industria materialelor de constructii
Materii prime - substanţe iniţiale sau amestecuri de mai multe componente (amestecuri brute), care sunt prelucrate pentru a obţine produse.
Industria materialelor de constructii obtine materii prime din 3 surse principale:
Materiile prime naturale anorganice (majoritatea covârșitoare) sunt extrase din măruntaiele pământului sau din straturile sale aluviale de suprafață: roci;
Materii prime naturale organice - substanțe care conțin hidrocarburi sau glucide și derivații acestora: diverși cărbuni, lemn, turbă, materie vegetală, petrol, gaze;
Deșeurile și subprodusele industriale generate în cantități uriașe, dar folosite în Rusia până acum sunt extrem de insuficiente. În același timp, s-a stabilit că utilizarea deșeurilor industriale ar acoperi până la 40% din nevoile de materii prime ale construcțiilor Rusiei, ar reduce costurile de producere a materialelor de construcție cu 10-30% și ar reduce semnificativ sarcinile antropice asupra mediului.
Pentru producerea materialelor de construcție se folosesc următoarele tipuri de deșeuri industriale: zgură din metalurgia feroasă și neferoasă, cenușă și zgură de la centrale termice, roci de supraîncărcare, deșeuri din exploatarea cărbunelui și de la prepararea cărbunelui, deșeuri din industria chimică, deșeuri din lemn și produse chimice forestiere, deșeuri din industria materialelor de construcții în sine etc.
Trebuie remarcat faptul că industria materialelor de construcții este singura industrie capabilă să prelucreze aceste deșeuri cu tonaj mare și să creeze materiale eficiente pe baza acestora. Aceasta este calea spre crearea unor industrii cu deșeuri reduse și fără deșeuri.
Capitolul 2. Proprietăţile de bază ale materialelor de construcţie
2.1. Relația dintre compoziția, structura și proprietățile materialelor de construcție
Structură și proprietăți. Proprietățile unui material depind în mare măsură de caracteristicile structurii sale. Structura materialului este studiată la trei niveluri:
macrostructură - structură vizibilă cu ochiul liber,
microstructură - structură vizibilă la microscop optic;
structura internă a substanțelor care alcătuiesc materialul – structură la nivel molecular-ionic.
Macrostructura materialelor de construcție este de următoarele tipuri:
Conglomerat (de exemplu, beton de diferite tipuri);
Celulare (spumă și beton celular, materiale plastice celulare);
Poroase fine (materiale ceramice poroase în special);
Fibroase (lemn, vată minerală, fibră de sticlă);
Laminat (materiale plastice cu umplutură stratificată și alte materiale de rulouri, foi, plăci);
Granulație liberă (pulbere - diverse umpluturi, umpluturi de beton etc.).
Conglomerate– materiale care sunt strâns legate (de obicei cu ajutorul unui fel de substanță de cimentare) boabe individuale. De exemplu, în beton, boabele de nisip și agregatele grosiere (piatră zdrobită sau pietriș) sunt conectate ferm într-un singur întreg folosind un liant - ciment.
Conform conceptelor moderne, majoritatea materialelor de construcție tradiționale pot fi clasificate ca așa-numite compozite. Compozite(materiale compozite) – materiale cu o structură organizată. În compozite există o componentă care formează o fază continuă numită matriceși jucând rolul unui liant, iar a doua componentă, distribuită discret în matrice, - componentă de întărire. Lianții polimeri și minerali sunt utilizați ca matrice în compozitele de construcție, iar materialele fibroase (fibră de sticlă, bucăți de sârmă metalică, fibră de azbest etc.), foi (hârtie, furnir de lemn, țesătură) și particulele fine de pulbere sunt folosite ca armare. componentă.
Matricea „forțează” componenta discretă să funcționeze ca un întreg, oferind o rezistență ridicată materialului. În materialele compozite, se realizează un set de proprietăți care nu este o simplă sumă a proprietăților componentelor originale, apare o nouă calitate a materialului („efect de sinergie”).
Materialele cu o macrostructură fibroasă și stratificată au proprietăți diferite în direcții diferite, adică au anizotropie proprietăți. Un exemplu de material anizotrop cu o structură fibroasă este lemnul, care are rezistență, conductivitate termică, contracție și umflare diferite de-a lungul și de-a lungul fibrelor.
Microstructura substanței care alcătuiește materialul poate fi cristalinŞi amorf.
Adesea, aceeași substanță poate exista în ambele forme, de exemplu, cuarț cristalin și diferite tipuri de silice amorfă sub formă de sticlă vulcanică, mineral opal etc.
În substanțele cristaline, moleculele, atomii sau ionii sunt aranjați ordonat, formând o așa-numită rețea cristalină. O caracteristică a substanțelor cristaline este un anumit punct de topire și forma geometrică a cristalelor, caracteristice doar acestei substanțe. Substanțele amorfe sunt caracterizate printr-o aranjare aleatorie a particulelor. Deținând energie internă necheltuită de cristalizare, substanțele amorfe sunt mai active din punct de vedere chimic decât substanțele cristaline din aceeași compoziție. Forma amorfă a unei substanțe se poate transforma într-o formă cristalină mai stabilă. Structura internă a substanțelor care compun materialul determină rezistența, duritatea, refractaritatea și alte proprietăți importante ale materialului. Substanțele cristaline care alcătuiesc materialul de construcție diferă prin natura conexiunii dintre particulele care formează rețeaua cristalină spațială. Legătura covalentă
efectuat de o pereche de electroni atunci când există atomi în „nodurile” rețelei cristaline. Acestea sunt substanțe simple (diamantul, grafitul) și niște compuși ai două elemente (cuarț, carborundum, carburi, nitruri). Materialele cu o astfel de legătură se caracterizează prin rezistență mecanică ridicată, duritate și refractare. Materiale cu legătură ionică (există ioni în „nodurile” rețelei cristaline) au rezistență și duritate scăzute și, de regulă, nu sunt rezistente la apă (gips, anhidrit). În cristale relativ complexe, de exemplu CaCO3, atât covalente cât și legătură ionică
. În interiorul ionului complex CO 3 2- există o legătură covalentă, iar cu ionii de Ca 2+ este ionică, deci calcitul are rezistență mare, dar duritate scăzută. Cristale de substante cu legătură moleculară
construit din molecule întregi care sunt ținute una lângă cealaltă de forțele slabe de atracție intermoleculară van der Waals (de exemplu, gheață, unele gaze). Când sunt încălzite, legăturile dintre molecule sunt ușor rupte. apare în cristalele metalice și le conferă proprietăți specifice: conductivitate electrică și termică ridicată, maleabilitate, ductilitate, luciu metalic. Maleabilitatea și ductilitatea se explică prin lipsa de rigiditate a rețelelor cristaline ale metalelor, planurile lor se mișcă destul de ușor unul față de celălalt. Conductivitatea electrică și termică se datorează mobilității mari și „libertății” mari a electronilor în structura spațială a metalelor.
Compoziție și proprietăți . Materialele de construcție sunt caracterizate prin compoziții chimice, minerale, materiale și de fază. Uneori este folosit pentru a caracteriza un material compoziție elementară (elementară), arătând ce elemente chimice și în ce cantități sunt incluse în material. De exemplu, compoziția elementară a bitumului variază de la: C - 70-80%, H - 10-15%, S - 2-9%, O - 1-5%, N - 0-2%.
Compoziția chimică ne permite să judecăm o serie de proprietăți ale materialului: mecanice, biostabilitate, rezistență la foc și altele. De obicei, este exprimat ca procent de oxizi, de exemplu, clincherul de ciment Portland include CaO - 63-66%, SiO 2 - 21-24%, Al 2O 3 - 4-8%, Fe 2O 3 - 2-4 %.
Compoziția minerală arată ce minerale și în ce cantitate sunt incluse în materialul de piatră sau liant. De exemplu, în clincherul de ciment Portland conținutul de mineral principal - silicat tricalcic 3CaOSiO 2 este de 45-60%, iar cu o cantitate mai mare, întărirea este accelerată și rezistența pietrei de ciment crește.
Pentru materialele de construcție, care sunt un amestec de diferite substanțe, proprietățile depind în mare măsură de procentul acestor componente, adică de compozitia materialului material. Astfel, pentru cimentul Portland, compoziția materialului se caracterizează prin procentul de clincher, gips natural, precum și tipul și cantitatea de aditivi minerali sau organici activi.
Compoziția de fază arată relația dintre fazele solidă, lichidă și gazoasă. Faza solidă este substanțele care formează „cadru” materialului, faza lichidă și gazoasă sunt apă și respectiv aer, umplând porii materialului. Când apa îngheață în porii unui material, compoziția de fază se schimbă, se formează gheață, ceea ce modifică proprietățile materialului. O creștere a volumului de apă înghețată în pori provoacă tensiuni interne care pot distruge materialul în timpul ciclurilor repetate de îngheț-dezgheț.
Principalele surse de deșeuri de mare tonaj sunt: industria minieră, metalurgică, chimică, forestieră și prelucrarea lemnului, industria textilă; complex energetic; industria materialelor de constructii; complex agroindustrial; activitățile umane de zi cu zi.
Dintre sectoarele de producție de materiale capabile să consume deșeuri industriale (fabricate de om), cea mai încăpătoare este industria materialelor de construcții. Deșeurile industriale sau subprodusele industriale sunt resurse materiale secundare. Multe deșeuri sunt similare ca compoziție și proprietăți cu materiile prime naturale.
Toate deșeurile produse de om pot fi împărțite în două mari grupe: minerale și organice. Deșeurile minerale au o importanță predominantă: sunt mai multe, sunt mai bine studiate și au cea mai mare valoare pentru producerea materialelor de constructii.
În funcție de predominant compuși chimici deșeurile minerale sunt împărțite în silicați, carbonat, var, gips, feruginoase, care conțin zinc, care conțin alcali etc. Cea mai mare aplicabilitate practică este clasificarea deșeurilor în funcție de industriile care le generează și clasificarea pentru tipuri individuale de deșeuri.
Zguri de metalurgie feroasă- un produs secundar în timpul topirii fontei și minereurilor de fier (furnal, vatră deschisă, feromangan). Randamentul în zgură este foarte mare și variază de la 0,4 la 0,65 tone la 1 tonă de fontă. Conțin până la 30 de elemente chimice diferite, în principal sub formă de oxizi. Oxizi principali: SiO2, Al2O3, CaO, MgO. FeO, MnO, P2O5, T i O 2 sunt prezente în cantități mai mici Compoziția zgurii depinde de compoziția cocsului de gangă și determină caracteristicile utilizării zgurii.
75% din cantitatea totală de zgură de furnal este utilizată în producția de materiale de construcție. Consumatorul principal este industria cimentului. În fiecare an, consumă milioane de tone de zgură granulată de furnal. Granularea constă în răcirea rapidă a topiturii de zgură, în urma căreia zgura capătă o structură sticloasă și, în consecință, o activitate ridicată.
Zgura de fabricare a oțelului (foar deschis) este folosită într-o măsură mai mică. Dificultățile în utilizarea lor sunt asociate cu eterogenitatea, variabilitatea compoziției chimice și mineralogice și proprietățile fizice și mecanice.
Zguri din metalurgie neferoase extrem de divers ca compozitie. Cea mai promițătoare direcție pentru utilizarea lor este prelucrarea complexă: extracția preliminară a metalelor neferoase și rare din zgură; secreție de fier; utilizarea reziduurilor de zgură silicată pentru producerea materialelor de construcție.
Când se produc metale neferoase folosind așa-numitele tehnologii „umede”, nu se formează zgură, ci nămol ( traducere literală din germană - „murdărie”). Acesta este denumirea generală a sedimentelor în suspensie obținute în industria metalurgică și chimică ca urmare a proceselor efectuate prin metode hidrochimice. De exemplu, un produs secundar al producției de aluminiu este nămolul de bauxită, un material granular liber, de culoare roșie. Când se produce alumină din materii prime nefeline, se formează nămol de nefelină ca produs secundar. În caz contrar, se numește nămol de belit, deoarece constă în principal din cristale mici de belit mineral. Dacă alumina este produsă din argile cu conținut ridicat de aluminat, se formează nămol de caolin etc., ca produs secundar. Toate aceste nămoluri sunt utilizate în principal în producția de ciment.
Cenușa și zgura centralelor termice (TPP)- reziduuri minerale de la arderea combustibilului solid. O centrală termică de putere medie descarcă anual până la 1 milion de tone de cenușă și zgură în haldele, iar centralele termice care ard combustibil din policenă - până la 5 milioane de tone din punct de vedere al compoziției chimice, cenușa și zgura combustibilului constau din SiO2. AI 2 O 3, CaO, MgO și etc. și, de asemenea, conțin combustibil nears. Cenușa de combustibil și zgura sunt folosite la doar 3-4% din producția lor anuală.
Cenușa și zgura de la centralele termice pot fi utilizate în producția de aproape toate materialele și produsele de construcție. De exemplu, introducerea a 100-200 kg de cenuşă activă (cenuşă zburătoare) la 1 m 3 de beton face posibilă economisirea a până la 100 kg de ciment. Nisipul de zgură este potrivit pentru înlocuirea nisipului natural, iar piatra de zgură zdrobită este potrivită ca agregat grosier. Deșeurile miniere. Supraîncărcare- deșeuri miniere, deșeuri din extracția diferitelor minerale. O cantitate deosebit de mare din aceste deșeuri este generată în timpul exploatării în cariere deschise. Potrivit estimărilor aproximative, anual în țară se generează peste 3 miliarde de tone de deșeuri, care reprezintă o sursă inepuizabilă de materii prime pentru industria materialelor de construcții. Cu toate acestea, în prezent ele sunt utilizate doar la 6-7%. În funcție de compoziția lor se folosesc roci de supraîncărcare și steril (carbonate, argiloase, marnoase, nisipoase etc.).
Depășirea nu este singurul deșeu din industria minieră. O mare cantitate de rocă sterilă se ridică la suprafața pământului, este zdrobită și trimisă la haldele sub formă de steril. Instalațiile miniere și de prelucrare aruncă cantități mari de steril de flotație în haldele, care se formează în special în timpul prelucrării minereurilor de metale neferoase. Deșeurile provenite din exploatarea cărbunelui și de la prepararea cărbunelui sunt generate la fabricile de preparare a cărbunelui. Deșeurile miniere de cărbune se caracterizează printr-o compoziție constantă, care le deosebește favorabil de alte tipuri de deșeuri minerale.
Rocile asociate și deșeurile de la prelucrarea industrială a mineralelor minerale diferă ca geneză, compoziție minerală, structură și textură de cele utilizate în mod tradițional la producerea materialelor de construcție. Acest lucru se explică prin diferența semnificativă a adâncimii carierelor pentru extracția materiilor prime pentru industria construcțiilor (20-50 m) față de dezvoltarea modernă a zăcămintelor de minereu (350-500 m).
Deșeurile de gips din industria chimică sunt un produs care conține sulfat de calciu într-o formă sau alta. Cercetările științifice au arătat înlocuirea deplină a materiilor prime tradiționale din gips cu deșeuri din industria chimică.
Fosfogips- deşeuri din producerea îngrăşămintelor fosfatice din apatite şi fosforite. Este CaSO 4 -2H 2 O cu amestecuri de apatită (sau fosforit) necompusă și acid fosforic nespălat.
Fluorgips(fluorura acidă) este un produs secundar în producerea acidului fluorhidric, a acidului fluorhidric anhidru și a sărurilor de fluorură. În compoziție este CaSC>4 cu amestecuri de fluorit original necompus. De asemenea, poate conține acid sulfuric nespălat.
Titanogips- deșeuri din descompunerea acidului sulfuric a minereurilor care conțin titan. Borogypsum- deşeuri din producerea acidului boric. Suyay-fogips obţinut prin captarea anhidridei sulfurice din gazele de ardere ale centralelor termice.
Zgura electrotermofosforică este deșeu provenit din producerea acidului fosforic produs prin metoda electrotermală. Conțin 95-98% sticlă sub formă granulară. Principalii oxizi incluși în compoziția lor sunt SiO 2 și CaO. Sunt materii prime valoroase în producția de lianți.
Prelucrarea lemnului și deșeurile chimice forestiere. In prezent, in tara noastra, doar 1/6 din deseurile lemnoase sunt folosite in industria celulozei si hartiei si in industria materialelor de constructii.
Scoarța, cioturile, vârfurile, crengile, nuiele, precum și deșeurile de prelucrare a lemnului - așchii, așchii, rumeguș - nu sunt practic folosite.
Deșeuri din industria celulozei și hârtiei - nămol de epurare și alte nămoluri industriale. Osprey- un produs rezultat din tratarea mecanică a apelor uzate. Acestea sunt impurități grosiere, constând în principal din fibre de celuloză și particule de caolin. Nămol activ- un produs de tratare biologică a apelor uzate, găsit sub formă de coloizi și molecule.
Deșeuri din industria materialelor de construcții. La producerea clincherului de ciment, până la 30% din volumul produsului ars este îndepărtat cu gazele de ardere din cuptoare sub formă de praf. Acest praf poate fi reîntors în producție și poate fi folosit și pentru dezoxidarea solului și în producerea lianților.
Cărămizile sparte, betonul vechi și defecte sunt folosite ca piatră artificială zdrobită. Resturile de beton sunt deșeuri de la întreprinderile prefabricate de beton și demolare. Volume uriașe de reconstrucție a fondului de locuințe, întreprinderi industriale, mijloace de transport, drumuri etc. ridică o problemă științifică și tehnică importantă pentru prelucrarea deșeurilor de beton și beton armat. Au fost dezvoltate diverse tehnologii pentru distrugerea structurilor clădirilor, precum și echipamente speciale pentru prelucrarea betonului substandard și a betonului armat.
Alte deșeuri și resurse secundare - deșeuri și sticlă spartă, deșeuri de hârtie, cârpe, cauciuc pesmet, deșeuri și produse secundare din producția de materiale polimerice, subproduse din industria petrochimică etc.
1. Materii prime de ciment.În 2003, singurul depozit de roci investiționale cu conținut scăzut de magneziu din regiune, Khudoshikhinskoye, situat în districtul Pervomaisky, a fost luat în considerare și inclus în rezerva de stat. Zăcământul cu rezerve de circa 50 de milioane de tone este capabil să satisfacă pe deplin nevoile regiunii pentru următorii 20-30 de ani de materii prime pentru producția de var de construcție și ciment a investitiilor, conditiile dificile de minerit si geologice de productie si lipsa comunicatiilor in zona in care se afla materiile prime.
2. Gips, anhidrit. Regiunea are rezerve dovedite semnificative de gips și anhidrit de înaltă calitate, utilizate în producția de gips de construcții, ciment Portland, ciment anhidrit și plăci de fațadă. Din cele 6 zăcăminte de roci sulfatice cu rezerve de gips de 588,2 milioane de tone și anhidrit de 224,5 milioane de tone, doar unul este în curs de dezvoltare - Bebyaevskoye în regiunea Arzamas. Fabrica de gips Peshelansky „Dekor-1”, care funcționează pe baza de materie primă, extrage anual 200-220 mii de tone de piatră de gips, folosind o metodă subterană, folosind un adit înclinat. Materiile prime sunt folosite pentru a produce alabastru și ciment. Rezervele soldate de gips la zăcământul Bebyaevskoye sunt de 70,6 milioane de tone. Câmpurile Gomzovskoye și Pavlovskoye din regiunea Pavlovsk sunt promițătoare. Rezerva de stat pentru minerit subteran include 4 zăcăminte - Novoselkovskoye în districtul Arzamas, Annenkovskoye în districtul Vadsky, Ichalkovskoye în districtul Perevozsky și Pavlovskoye în districtul Pavlovsky.
3. Roci carbonatice pentru producerea pietrei de construcție și a pietrei zdrobite. În regiune există 24 de zăcăminte din acest tip de materie primă cu rezerve totale de 282,9 milioane m³. Cele mai mari sunt Gremyachevskoye în districtele Kulebaksky și Ardatovsky, Annenkovskoye în districtul Perevozsky, Kamenishchinskoye în districtul Buturlinsky, Ichalkovskoye în districtul Lyskovsky, Khudoshikhinskoye în districtul Pervomaisky.
5. Materii prime caramida si tigla. În prezent, au fost explorate 45 de zăcăminte de cărămidă lutoasă și argilă cu rezerve de 85,5 milioane m³. În 2008, operațiunile miniere au fost efectuate la 5 zăcăminte: zăcământul Ant din districtul Perevozsky, zăcământul Osinovskoye din districtul Diveevsky, zăcământul Bogorodskoye, Krasny Rodnik din districtul Kulebaksky și zăcământul Salganskoye din districtul Krasnooktyabrsky.
6. Argilă expandată și argilă ceramică. În regiune, pentru producția de argilă expandată sunt luate în considerare 10 zăcăminte, cel mai mare fiind zăcămintele Pesochnenskoye și Novootnosskoye I din districtul Dalnekonstantinovsky, precum și Uzhovskoye de la granița districtelor Bolsheboldinsky și Pochinkovsky. Pentru producția de ceramdor, o umplutură ceramică de înaltă rezistență pentru beton și beton asfaltic, au fost explorate luturile morenice de supraîncărcare ale zăcământului de dolomită Gremyachevskoe.
7. Nisipuri pentru lucrari de constructiiși produse silicate Sunt distribuite aproape peste tot în regiune. În regiune au fost luate în considerare 27 de zăcăminte de nisipuri de construcție cu rezerve totale de 134,7 milioane m³, iar 19 sunt în curs de dezvoltare. Producția constantă se desfășoară în 9 câmpuri, cel mai mare: Varekhovskoye în districtul Volodarsky, Dzerzhinskoye, Bolshoye Pikinskoye în districtul Borsky, Pyatnitskoye în districtul Navashinsky. Materiile prime sunt folosite pentru producerea de cărămizi nisip-var, blocuri de perete, panouri și ca umplutură de beton.
7. Material nisip și pietriș. A fost explorat un depozit - Volzhskoye, situat pe lunca inundabilă de pe malul stâng al Volgăi, în districtul Borsky, de ambele părți ale podului feroviar. Este format din două zone cu rezerve totale de 25,3 milioane m³. Zăcământul nu este dezvoltat din cauza condițiilor tehnice și miniere dificile. Depozitul de nisip-pietriș și piatră zdrobită din canalul Sinyavskoye, situat în albia râului Oka la 35 km deasupra orașului Pavlovo, este în funcțiune Depozitul de nisip și pietriș Fokinskoye din districtul Vorotynsky și zăcământul de bolovani-pietriș Gordinskoye. au fost explorate materiale din districtul Varnavinsky.
Nisipuri de sticlă.
În regiune sunt cunoscute 12 zăcăminte și manifestări ale acestei materii prime. Nisipurile de sticlă din zăcămintele Razinsky și Surinsky din regiunea Lukoyanovsky sunt de calitate scăzută și sunt potrivite numai pentru producția de sticlă de culoare închisă pentru producția de recipiente de sticlă. Depozitul Sukhobezvodnenskoye din districtul Krasnobakovsky cu rezerve de 24,93 milioane de tone este compus din nisipuri cuarțoase de înaltă calitate. Acest depozit este unic, este unul dintre cele mai mari din Europa. Dezvoltarea acestui zăcământ va crea 145 de locuri de muncă și va răspunde nevoilor Fabricii de sticlă Bor și ale uzinelor metalurgice din regiune de concentrate de cuarț de înaltă calitate pentru producția de sticlă și materiale de turnare. Câmpul Pisarevskoye din districtul Ardatovsky, înscris în rezerva de stat, este promițător cu rezerve de 19,3 milioane de tone.
Namol vindecător.
Au fost explorate mai multe zăcăminte: zăcământul Neverovskoye de namol medicinal sapropel (Lacul Neverovo) din districtul Borsky cu rezerve de sold de 1498,1 mii m³. Momentan nu este utilizat. Grupul de lacuri Shatkovo (Cernoe, Dolgoe, Shirokoe ΙI, Svetloe) cu rezerve de sold de 221,7 mii m³. Depozitul de turbă medicinală „Chistoe” din districtul Gorodetsky, cu rezerve de sold de 180,1 mii m³, este folosit de sanatoriul „Gorodetsky”. Depozitul Klyuchevoe (Lacul Klyuchevoye) din regiunea Pavlovsk este folosit de spitalul regional Pavlovsk. Rezervele de sold se ridică la 123,8 mii m³.
Apele subterane
1.Ape potabile și tehnice subterane. Teritoriul regiunii este situat în trei bazine arteziene de ape subterane nemineralizate: Volga-Sursky, Vetluzhsky și Moscova. Rezervele dovedite exploatabile se ridică la 2.719,028 mii m³/zi, pentru fiecare locuitor al regiunii aceasta fiind de 2,43 m³/zi. În total, în regiune există 68 de zăcăminte de apă subterană, cele mai semnificative sunt Dzerzhinskoye, Ilyinogorskoye, Borskoye, Gorodetskoye, Pyrskoye, Yuzhno-Gorkovskoye. Dintre acestea, au fost dezvoltate 14 zăcăminte. Sursa de alimentare cu apă a orașelor și așezărilor urbane este atât apele de suprafață, cât și cele subterane. În așezările rurale se utilizează în principal apele subterane. Majoritate districtele municipale Regiunile sunt aprovizionate cu rezerve de apă proaspătă subterană. Districtele Bogorodsky, Bolshemurashkinsky, Krasnooktyabrsky, Spassky, Perevozsky și N. Novgorod sunt furnizate insuficient, districtele Kstovsky și Pavlovsky sunt parțial asigurate, iar districtul Sechenovsky nu este asigurat. În Nijni Novgorod, alimentarea cu apă menajeră și potabilă se realizează în principal prin apă de suprafață.
2. Ape subterane minerale. Regiunea este bogată în ape minerale. Aflorimentele lor naturale au fost înregistrate în districtul Shatkovsky din câmpia inundabilă a râului Tesha (izvorul fierbinte) și în regiunile de nord ale regiunii - în Shakhunsky. Pe teritoriul regiunii există o cantitate mare de ape minerale atât pentru masă, cât și pentru scopuri balneologice - în Orașul Verde, în districtele Gorodetsky, Balakhninsky.
3. Izvoare.În regiune există peste 5 mii de izvoare. Un izvor este o evacuare naturală concentrată a apei subterane la suprafață. După gradul de mineralizare, apa din izvoare variază de la ultra-proaspătă la saramură.
Evaluând potențialul resurselor naturale ca fiind destul de favorabil pentru așezarea și dezvoltarea economică a regiunii, este totuși necesar de remarcat că pentru dezvoltarea industriilor de bază nu sunt suficiente rezerve proprii și principalele producție industrială operează cu combustibil și resurse minerale importate.
