Ekologia i ochrona przyrody: Zagrożenia środowiskowe w produkcji materiałów budowlanych. Problemy środowiskowe produkcji polimerów Problemy środowiskowe produkcji i użytkowania materiałów budowlanych

Schemat wpływu branży materiałów budowlanych (BCI) na środowisko.

W warunkach intensywnego rozwoju przemysłu, budowy dużych i małych miast pojawia się pytanie o zapobieganie negatywnemu wpływowi działalności człowieka na środowisko.

Dużą rolę w rozwiązaniu tego problemu przypisuje się branży budowlanej, aw szczególności branży materiałów budowlanych. Oddziaływanie branży materiałów budowlanych na środowisko jest zróżnicowane i występuje na wszystkich etapach, od wydobycia surowców po eksploatację budynków i budowli, tj. przez cały cykl życia. Wiele przedsiębiorstw branży budowlanej jest źródłem zanieczyszczenia środowiska (zbiorniki powietrza i wody, powierzchnia Ziemi) azbestem cementowym, keramzytem i innymi rodzajami pyłów; spaliny z instalacji cieplnych; ścieki, różne oleje i emulsje; paliwa i smary; odpady i wadliwe produkty.

Wydobycie surowców i przetwarzanie na materiały i produkty budowlane powinno odbywać się przy użyciu technologii oszczędzających zasoby, które nie powinny mieć negatywnego wpływu na środowisko. Dlatego duże miejsce w budownictwie zajmuje tworzenie niskoodpadowych i bezodpadowych technologii, które pozwalają rozwiązać nie tylko problem ochrony środowiska przed zanieczyszczeniami technogenicznymi, ale także problem racjonalnego wykorzystania zasobów naturalnych.

Technologia bezodpadowa to główna metoda produkcji, w której surowce i energia są wykorzystywane bardziej racjonalnie i kompleksowo w cyklu surowcowym – produkcja, konsumpcja – surowce wtórne, w taki sposób, aby jakikolwiek wpływ na środowisko zakłócić jego normalne funkcjonowanie.

Jedną z form technologii bezodpadowej jest przetwarzanie i unieszkodliwianie odpadów z różnych gałęzi przemysłu, m.in. i własne.

Gospodarka odpadami jest problemem społeczno-gospodarczym. Wywóz i składowanie odpadów przemysłowych oznacza utratę części pracy społecznej i środków wydatkowanych na produkcję oraz ochronę środowiska przed zanieczyszczeniami.

Odpady przemysłowe zanieczyszczają zbiorniki wodne i glebę. Jednocześnie wiele rodzajów odpadów to cenne surowce do produkcji materiałów budowlanych.

Zatem główne kierunki ochrony środowiska w przemyśle materiałów budowlanych są następujące:

wykorzystanie wtórnych surowców mineralnych wielu gałęzi przemysłu (wielkotonażowe odpady energetyczne, hutnicze, chemiczne itp.), jak i własnego;

racjonalne wykorzystanie zasobów paliw i energii z wyborem najbardziej wydajnych i najmniej zanieczyszczających środowisko;

Przejście przedsiębiorstw na produkcję nisko- i bezodpadową;

Racjonalne zużycie wody wraz z opracowaniem i wdrożeniem technologii zapewniających minimalne zużycie wody, zamknięty obieg wody i sprawny system oczyszczania ścieków.

Inżynieria bezpieczeństwa środowiska w budownictwie

Zapewnienie bezpieczeństwa ekologicznego w budownictwie odbywa się za pomocą środków ochrony środowiska i racjonalnego wykorzystania zasobów zużywanych przy produkcji materiałów budowlanych.

Aby uzyskać obiektywne informacje o stanie i poziomie zanieczyszczenia różnych obiektów środowiska (powietrza, wody i gleby), konieczne jest zastosowanie wiarygodnych metod analizy. Skuteczność każdej metody oceniana jest za pomocą zestawu wskaźników: selektywności i dokładności oznaczeń, odtwarzalności otrzymanych materiałów, granic wykrywalności pierwiastka i szybkości analizy.

Jednym z najważniejszych środków zapewniających skuteczną kontrolę stanu środowiska jest inwentaryzacja wszystkich emisji i zrzutów zanieczyszczających atmosferę, wodę i glebę.

Monitorowanie stanu środowiska odbywa się za pomocą analizy powietrza, wody i gleby. Ponadto, w celu poprawy stanu środowiska i zapobiegania jego zanieczyszczeniu, opracowywane są środki mające na celu produkcję przyjaznych dla środowiska materiałów budowlanych, produktów i konstrukcji przy użyciu postępowych technologii przyjaznych dla środowiska.

Jednym z kierunków stabilizacji i późniejszej poprawy stanu środowiska jest stworzenie systemu certyfikacji ekologicznej przedsiębiorstw z branży budowlanej. Podstawą metodologiczną certyfikacji jest GOST 17.00.04-90 „Paszport przedsiębiorstwa przemysłowego. Postanowienia podstawowe". Ma to również na celu „O przepisach technicznych” FZRF.

Często zlecając remont w domu lub w biurze myślimy o tym, jak długo nam to posłuży, czy budowniczowie zawrą małżeństwo, czy projekt będzie harmonijny. I bardzo rzadko zadajemy sobie pytanie, jak zastosowanie niektórych materiałów budowlanych i wykończeniowych w produkcji napraw czy dekoracji wpłynie na zdrowie? Wyglądają modnie i łatwo się je czyści, ale szkodzą naszemu zdrowiu. A czasami robią to niezauważone. Niektóre materiały syntetyczne emitują do otaczającej przestrzeni opary składające się z różnych substancji chemicznych: fenolu, formaldehydu, toluenu, benzenu i tym podobnych, które przyczyniają się do powstania całej masy chorób przewlekłych.

Tak się złożyło, że w naszym kraju budowniczowie rzadko zastanawiają się, skąd pochodzi ten lub inny materiał i jak wpływa na ludzkie zdrowie. Większość organizacje budowlane nie prowadzą zarządzania środowiskowego w odniesieniu do robót budowlano-montażowych GOST R ISO 14001-98 (ISO 14001), niektórzy nawet o takich normach nie wiedzą.

Materiały przyjazne dla środowiska oczywiście kosztują więcej! Powstaje więc sytuacja, że ​​budowniczowie gonią za materiałami tanimi i często niskiej jakości z ekologicznego punktu widzenia. Budowniczowie są zmuszeni do wykorzystywania takich materiałów na miejskich placach budowy, ponieważ urzędnicy organizując przetargi, przetargi i aukcje na roboty budowlane i remontowe zazwyczaj kierują się powszechną zasadą „im taniej, tym lepiej dla państwa”, nie biorą pod uwagę, jakie materiały będą być używany do wykonywania pracy. A to oznacza, że ​​w szkołach, przedszkolach, szpitalach stosuje się materiały, które zostaną omówione poniżej.

Z ekologicznego punktu widzenia materiały budowlane można podzielić na harmonijne i nieharmonijne. Materiały nieharmonijne nazywane są materiałami, których obecność ma negatywny wpływ na człowieka, a czasami powoduje bezpośrednią szkodę dla zdrowia. Materiały harmonijne można uznać za te, które są szeroko rozpowszechnione w przyrodzie. Istnieje stały schemat pomiędzy występowaniem materiału a jego szkodliwością i toksycznością. Na przykład: woda, ziemia (gleba) nie są toksyczne, a tak stosunkowo rzadkie pierwiastki jak ołów, rtęć, kadm są bardzo niebezpieczne dla organizmów żywych. Zgodnie z tym schematem do budowy mieszkania lepiej jest użyć surowców, które są szeroko stosowane. W łagodnym, wilgotnym klimacie na terenach zalesionych drewno jest oczywiście najlepszym materiałem. Na gorących, suchych terenach - glebie i glinie, na zimnych terenach górskich najczęstszym materiałem budowlanym jest kamień. Przed super rozwojem przemysłu budowniczowie w naturalny sposób wybierali powszechne, harmonijne materiały. Technologia rozwoju znacznie rozszerzyła zakres materiałów i konstrukcji. Przemysłowe podejście do budownictwa doprowadziło do powszechnego stosowania drogich i sztucznych materiałów budowlanych. Teraz rzadko ktokolwiek sięga po tradycyjne materiały, jeśli można zastosować nowoczesne. Jednak nadal warto wziąć pod uwagę nie tylko stronę estetyczną i praktyczną, należy zwrócić uwagę na bezpieczeństwo ekologiczne materiału. Cement portlandzki na pierwszy rzut oka wydaje się idealnym materiałem budowlanym. Utwardzony beton okazuje się niezwykle mocnym, trwałym, gęstym, ciężkim materiałem, którego lepiej nie stosować na ściany i sufity pojedynczego domu. Utwardzona zaprawa cementowa nie oddycha, nie przenosi atmosferycznych fal elektrycznych, odchyla lub wzmacnia fale elektromagnetyczne.

Beton zbrojony (beton zbrojony metalem) ma jeszcze więcej niepożądanych cech dla domu. Pręty i siatki zbrojenia konstrukcji żelbetowej osłaniają promieniowanie elektromagnetyczne. Żelbet „naciska” na osobę, w takich konstrukcjach ludzie szybciej się męczą. Po części może to wynikać z faktu, że podczas procesu wypalania cement pochłania substancje toksyczne, a skały o podwyższonym poziomie promieniowania służą jako wypełniacz do ciężkiego betonu, konstrukcje przestają przepuszczać powietrze, a w pokój.

Kruszywo mieszanki betonowej znacząco wpływa na jej charakterystyka środowiskowa. Ciężki kruszony granit, skały lawowe o dużej gęstości, oprócz dużego promieniowania naturalnego, nie mają porów, nie oddychają, co (jak wspomniano powyżej) jest niepożądane w przypadku konstrukcji ściennych).

Materiały syntetyczne i tworzywa sztuczne są coraz częściej stosowane w budownictwie mieszkaniowym, ale w większości nie są to materiały przyjazne dla środowiska. Należy zminimalizować użycie metalu w budownictwie indywidualnym, ponieważ konstrukcje metalowe zniekształcają naturalne tło magnetyczne i promieniowanie kosmiczne.

Farby metaliczne są klasycznym przykładem niebezpiecznego materiału budowlanego. W miarę wysychania rozpuszczalnika cząsteczki warstwy farby przedostają się do powietrza w pomieszczeniu, osadzając się na przedmiotach, jedzeniu itp. W latach 60-tych zdarzały się przypadki zatrucia dzieci, których zabawki były pokrywane farbami zawierającymi rtęć i ołów. Przejście na farby alkidowe eliminuje problemy metale ciężkie, ale pojawia się pytanie o przyjazność dla środowiska innych dodatków chemicznych.

Farby syntetyczne po wyschnięciu wydzielają silny zapach. Suszenie następuje nie tylko w pierwszych godzinach i dniach, ale także przez kilka lat. Na przykład jeden ze składników nowoczesnych farb - polichlorek winylu - rozkłada się w normalnej temperaturze pokojowej w kontakcie z powietrzem, a zwłaszcza w świetle słonecznym. Chlorowodorek odparowuje do powietrza, co w przypadku wdychania tworzy kwaśne środowisko. Polichlorek winylu łatwo wnika w skórę i działa szkodliwie na krew i wątrobę. Płytki winylowe i linoleum emitują do powietrza toksyczne gazy, ponieważ nowe warstwy materiału są stale osadzane na powierzchni podczas procesu parowania. Pianka poliuretanowa jest doskonałym materiałem termoizolacyjnym, ale okazuje się, że jej działanie na skórę i oczy (podczas dotyku lub kontaktu z kurzem) powoduje nie tylko podrażnienia. Wdychane cząsteczki tego materiału łączą się z białkiem w płucach iz czasem zmieniają jego strukturę, powodując rozedmę płuc. Wykładziny poliwinylowe na podłogach i ścianach, farby syntetyczne to materiały niebezpieczne dla zdrowia i środowiska, ich zastosowanie w domu powinno być ograniczone.

Suchy tynk i klejone drewno są mocno nasycone klejami syntetycznymi. Polimery są stosowane w celu zwiększenia ich wodoodporności oraz jako kleje. Podczas produkcji tworzywa sztucznego formaldehyd, fenol i inne związki chemiczne pozostają w materiale i stopniowo zanikają, co ma niekorzystny wpływ na układ oddechowy, krwionośny i odpornościowy osoby przebywającej w pomieszczeniu wykończonym materiałami syntetycznymi. Elektryczność statyczna nagromadzona na plastikowych powierzchniach wpływa nie tylko na serce i nerwy, ale także zwiększa przenikanie toksycznych związków syntetycznych i ich kumulację w postaci kurzu. Pył staje się rajem dla zarazków. Syntetyczne powłoki z tworzyw sztucznych przyczyniają się do występowania chorób płuc (w szczególności elektrycznego zapalenia płuc). Wiosną, przy dużej wilgotności, osoba chodząca po syntetycznej podłodze może generować ładunek elektryczny o wartości tysięcy woltów na 1 m3.

Powinieneś być bardzo ostrożny przy wyborze materiałów syntetycznych do swojego domu. Plastik w kuchni ułatwia czyszczenie, ale niszczeje pod wpływem ciepła, kwasów i uszkodzeń mechanicznych. Materiały ścienne są odporne na gnicie i owady, ale po podgrzaniu wydzielają nieprzyjemne gazy. Ogólnie rzecz biorąc, należy dążyć do wykorzystania ekologicznych, przyjaznych dla środowiska materiałów pochodzenia naturalnego.

Niestety niewiele jest informacji na temat ekologii materiałów budowlanych i wykończeniowych. Ponadto chcemy dokonywać napraw szybko i tanio, a producenci i sprzedawcy - dużo i drogo sprzedawać, zapominając o ewentualnych negatywnych przejawach, pokazywać produkt tylko z dobrej strony. Oczywiście wszystkie materiały wykończeniowe posiadają certyfikat środowiskowy. Ale faktem jest, że normy są wskazane dla jednego rodzaju mebli lub materiału wykończeniowego. W pokoju jest ich kilkanaście. A kumulacyjny efekt najmniejszych cząstek substancji toksycznych z mebli i różnych materiałów wykończeniowych jest prawie niemożliwy do obliczenia i nie można go regulować żadnymi normami higienicznymi. Okazuje się więc, że każda pojedyncza rolka tapety czy linoleum posiada legalny certyfikat, a razem stworzą atmosferę negatywnie wpływającą na zdrowie. Oczywiście nie wszystkie nowoczesne materiały budowlane i wykończeniowe są niebezpieczne. Musisz tylko wiedzieć, gdzie i które z nich można wykorzystać, aby zminimalizować ewentualne problemy.

Niebezpieczeństwo numer 1. Formaldehyd
Gaz formaldehydowy jest najbardziej toksycznym związkiem uwalnianym z materiałów wykończeniowych.

Przyczyna: Formaldehyd znajduje się w żywicy używanej do produkcji płyt wiórowych (płyta wiórowa), płyt pilśniowych (płyta pilśniowa), sklejki (FRP), mastyksu, plastyfikatorów, kitów i smarów do form stalowych.

Możliwe skutki: Formaldehyd podrażnia błony śluzowe i skórę, ma działanie rakotwórcze. Długotrwałe wdychanie oparów formaldehydu, zwłaszcza w ciepłym sezonie, może wywołać rozwój różnych chorób skóry, wad wzroku i chorób układu oddechowego.

Alternatywa: Używając paneli wykonanych z płyty wiórowej, płyty pilśniowej, FRP w pokoju dziecięcym, należy zwrócić uwagę na obecność powłoki laminującej, która zapobiega uwalnianiu formaldehydu do środowiska. Kupując panele, zaleca się preferowanie produktów krajowych. Faktem jest, że rosyjskie maksymalne dopuszczalne normy dla formaldehydu są 10 razy trudniejsze niż europejskie. Dobrą alternatywą dla płyt wiórowych, płyt pilśniowych i płyt FRP jest płyta MDF. Skrót MDF to kalka kreślarska z języka angielskiego - MDF - Medium Density Fibreboard (płyta pilśniowa średniej gęstości). Podczas podgrzewania drewna uwalniana jest lignina, która działa jak element wiążący. Należy zauważyć, że do produkcji płyt MDF nie wykorzystuje się szkodliwych dla człowieka żywic, dzięki czemu można nimi ozdobić dowolne pomieszczenia, w tym pokoje dziecięce. Ponadto wyróżnia je spośród innych materiałów wykończeniowych wysoki poziom pochłaniania dźwięku, izolacji akustycznej i cieplnej.

Niebezpieczeństwo numer 2. Fenol
Powód: Stosowanie lakierów, farb i linoleum prowadzi do 10-krotnego przekroczenia maksymalnego dopuszczalnego stężenia fenolu. Szczególnie niebezpieczne jest stosowanie wewnętrznych lakierów i farb przeznaczonych wyłącznie do użytku na zewnątrz, dopuszczonych do użytku na zewnątrz.

Możliwe konsekwencje: Uszkodzenie nerek, wątroby, zmiany w składzie krwi.

Alternatywa: Do prac malarskich wybierz lakiery i farby na bazie naturalnej. Spośród nowoczesnych materiałów farby alkidowe lub poliestrowe cieszą się dobrą opinią wśród higienistów, ekologów i budowniczych. posiadają wysoki stopień przyczepność do metalu i wszelkiego rodzaju powierzchni na bazie mineralnej i organicznej (drewno, cegła, beton, płyta pilśniowa, tynk). Podczas aplikacji i późniejszej polimeryzacji takie farby nie wydzielają toksycznego zapachu ani silnie toksycznych substancji i charakteryzują się krótkim czasem schnięcia w porównaniu z farbami olejnymi. Ponadto nie są tak agresywne dla zdrowia ludzkiego jak farby organiczne - na bazie wody lub, co jest tym samym, farby dyspersyjne. Żywotność takich powłok zależy przede wszystkim od jakości spoiwa. Obecnie „talkery” PVA i wybielające zostały zastąpione nowoczesnymi farbami, których głównymi składnikami są kopolimery lateksowe i akrylowe. Dyspersje poliakrylanowe zapewniają niezbędną odporność na ścieranie i twardość powłoce powierzchniowej powstałej podczas suszenia, a obecność lateksu nadaje systemowi niezbędną elastyczność. Ale umieszczanie linoleum w pokoju dziecinnym jest niepożądane. Oczywiście podłoga pokryta linoleum jest łatwa w użytkowaniu. Ale o wiele bezpieczniej jest zastąpić go podłogą laminowaną, parkietem lub drewnem.

Niebezpieczeństwo numer 3. promieniowanie radioaktywne
Dość często w pomieszczeniach mieszkalnych stwierdza się przekroczenie norm promieniowania dla RADON-222, najniebezpieczniejszego radioaktywnego gazu obojętnego dla zdrowia ludzkiego.

Przyczyna: Niektóre konstrukcje budowlane mogą zawierać materiały naturalne o zawartości radionuklidów znacznie przekraczającej obecne normy bezpieczeństwa radiologicznego. Dość często przy naprawie domów stosuje się mieszankę betonu i kruszonego granitu, która ma wysokie tło promieniowania. Ponadto niektóre obecnie popularne rodzaje tapet fosforyzujących (z elementami świecącymi w ciemności) mogą być przyczyną nadmiernego promieniowania radioaktywnego.

Możliwe konsekwencje: Choroby onkologiczne szczególnie na ryzyko zachorowania na raka płuc.

Alternatywa: Mieszanka betonu i kruszonego granitu jest często używana przez budowniczych podczas odnawiania ścian i podłóg. To jeden z najtańszych materiałów. Aby jednak nie płacić później za tanie naprawy zdrowotne, do renowacji ścian i podłóg zaleca się stosowanie różnych szpachli, tynków i paneli na zawiasach. A przed przyklejeniem tapety i ułożeniem podłóg wskazane jest pokrycie wszystkich cementowanych powierzchni cienką warstwą szpachli, co zmniejszy ewentualne promieniowanie radiacyjne. W miarę możliwości pozbądź się też gęstej klatki wzmacniającej, która zmienia poziom naturalnego promieniowania w pomieszczeniu. Jeśli chodzi o tapetę, wysokiej jakości tapetę fosforyzującą należy przetestować na obecność promieniowania. Dlatego w dużych wyspecjalizowanych sklepach ryzyko zakupu tapety - „szkodników” jest zminimalizowane. Ale na różnych rynkach często pojawiają się dość „niebezpieczne” bułki. Bez specjalnych przyrządów niemożliwe jest określenie jakości i obecności promieniowania tła na tapecie. Dlatego dla własnego bezpieczeństwa kupuj materiały wykończeniowe tylko w dużych wyspecjalizowanych sklepach.

Niebezpieczeństwo numer 4. Cząsteczki styrenu
Powód: Głównymi źródłami wydzielania styrenu są pianki termoizolacyjne, okładziny z tworzyw sztucznych, linoleum, a także lakiery, farby i kleje. Ponadto stężenie styrenu w powietrzu znacznie zwiększa dekorację ścian i sufitów suchą deską.

Możliwe konsekwencje: Podrażnienie błon śluzowych, oczu, ból głowy, nudności, skurcz naczyń.

Alternatywa: Aby zmniejszyć stężenie cząsteczek styrenu w powietrzu, konieczna jest absolutna paroizolacja ścian od strony pomieszczeń. Dobrym sposobem na paroizolację jest użycie tapety winylowej. Aby zapewnić izolację termiczną, używaj wyłącznie materiałów naturalnych. Nie zaleca się stosowania styropianu w przedszkolu. Niepożądane jest również instalowanie sufitów podwieszanych z pianki i paneli z tworzywa sztucznego w pomieszczeniu, w którym mieszka dziecko. O wiele bezpieczniej jest pomalować sufit farbą na bazie wody (na bazie wody) lub przykleić papierową tapetą. Ponadto staraj się minimalizować ilość używanego materiału budowlanego. Z tego, że pomalujesz baterię trzema warstwami farby, piękno nie wzrośnie, a stężenie cząsteczek styrenu w powietrzu znacznie wzrośnie.

Niebezpieczeństwo numer 5. Aerozole metali ciężkich
Dobowe stężenia wielu metali w pomieszczeniach znacznie przekraczają ich zawartość w powietrzu atmosferycznym. W przypadku ołowiu różnica ta wynosi 2,3 razy, kadmu - 3,2 razy, chromu - 10%, miedzi - 29%.

Powód: Niektóre rodzaje tapet i dywanów gromadzą ogromne ilości aerozoli metali ciężkich. Ponadto beton, cement, szpachlówki i inne materiały z dodatkiem odpadów przemysłowych wyróżniają się wysoką zawartością metali ciężkich.

Możliwe konsekwencje: Choroby układu sercowo-naczyniowego, wątroby, nerek i reakcje alergiczne.

Alternatywa: Spróbuj odnowić pokój przynajmniej raz na pięć lat, wymieniając tapetę i listwy przypodłogowe. Aerozole metali ciężkich mają nieprzyjemną właściwość kumulacji w czasie. Dlatego im częściej będziesz wymieniać tapety i listwy przypodłogowe, tym czystsze będzie powietrze w pomieszczeniu. Tuż przed przystąpieniem do naprawy należy ostrożnie usunąć stare materiały (tapety, tynki). Niektórzy budowniczowie wolą przyklejać nową tapetę na stare, tłumacząc, że w ten sposób będą się lepiej trzymać. W rzeczywistości kierują nimi zwykłe lenistwo, a nie chęć dokonywania napraw wysokiej jakości. Dobrze przygotowane ściany zapewnią nie tylko czystsze powietrze w pomieszczeniu, ale również tapeta na nich dobrze się utrzyma.

W przedszkolu niepożądane jest umieszczanie dywanu pod listwą przypodłogową. Zawsze powinieneś być w stanie wytrzeć podłogę pod spodem.

Niebezpieczeństwo numer 6. PCV
Produkty z PVC są wykonane z polichlorku winylu, niebezpiecznej trucizny, która może uszkadzać układ nerwowy i powodować raka. Uwalnianie chlorku winylu do środowiska wzrasta nawet przy niewielkim ogrzewaniu.

Niestety PVC jest bardzo powszechnym tworzywem sztucznym. Możesz go znaleźć wszędzie. W mieszkaniu najczęściej występuje w postaci linoleum (z wyjątkiem niektórych drogich marek), tapety winylowej, plastikowych ram okiennych, plastikowych zabawek (od lalek po dziecięce kółka do zębów). Wykonane również z pcv Różne rodzaje opakowanie, w tym produkty żywieniowe: butelki, torby itp.

Kupując coś z PVC pamiętaj:
- Aby uelastycznić PVC, często dodaje się do niego tzw. plastyfikatory - ftalany lub estry ftalanów, których przedostanie się do organizmu może spowodować uszkodzenie wątroby i nerek, zmniejszenie właściwości ochronnych organizmu, bezpłodność, nowotwory . PVC może również zawierać inne substancje niebezpieczne: kadm, chrom, ołów, formaldehyd.

- PVC jest szczególnie niebezpieczne podczas spalania. Wiadomo, że podczas spalania 1 kilograma PVC powstaje do 50 miligramów dioksyn. To wystarcza do rozwoju guzów nowotworowych u 50 000 zwierząt laboratoryjnych.

— Nie ma bezpiecznych technologii przetwarzania PCW. Praktycznie nie nadaje się do recyklingu i trafia do spalarni (ITW) lub na składowiska odpadów. Dioksyny, nieustannie produkowane przez spalarnie, są rozprowadzane na setki i tysiące kilometrów.

- Produkcja jednego okna z PVC prowadzi do powstania około 20 gramów toksycznych odpadów. A remont całego mieszkania przy użyciu materiałów wykonanych z PVC pociąga za sobą powstanie 1 kg (!) toksycznych odpadów.

„W ciągu roku zakłady PCW emitują do atmosfery kilka tysięcy ton chlorku winylu, zagrażając zdrowiu pracowników i mieszkańców pobliskich społeczności.

- Na Produkcja PCV stosowany jest również chlor, dlatego podczas jego produkcji i utylizacji do środowiska uwalniane są duże ilości dioksyn, silnie toksycznych substancji powodujących raka i osłabiających odporność.

Jak rozpoznać produkt z PVC?
W krajach cywilizowanych towary z PVC są zwykle oznaczone specjalnym oznaczeniem - cyfrą „3” otoczoną strzałkami. Niektórzy producenci piszą po prostu PVC lub Vinyl. W Rosji niestety wyroby z tworzyw sztucznych praktycznie nie są oznakowane. Jednak PCV można wyróżnić kilkoma cechami:
gdy opakowanie jest zgięte, na linii zgięcia pojawia się biały pasek;
Butelki z PVC mają kolor niebieskawy lub niebieski;
Kolejną cechą wyróżniającą pojemniki z PVC jest szew na dnie butelki z dwoma symetrycznymi napływami.
Kontrola i certyfikacja.
Tylko system certyfikacji higienicznej i środowiskowej może chronić przeciętnego konsumenta przed niebezpiecznymi dla środowiska i niskiej jakości produktami budowlanymi, które w naszym kraju zaczęły w pełni działać dopiero w ostatnich latach. Teraz w Rosji prawnie zabrania się używania materiałów w budownictwie, które nie mają specjalnego atestu higienicznego. Do materiałów tych należą płyty elewacyjne z kamienia naturalnego, granitu ceramicznego, betonu żużlowego, tłucznia, piasku, cementu, cegły i wielu innych.
Ocena higieniczna produktów obejmuje:
określenie możliwego niekorzystnego wpływu produktów na zdrowie człowieka;
ustalenie dopuszczalnych powierzchni i warunków użytkowania produktów;
tworzenie wymagań dla procesów produkcji, przechowywania, transportu, utylizacji produktów zapewniających bezpieczeństwo człowieka.

Atest higieniczny wystawia Państwowa Służba Nadzoru Sanitarno-Epidemiologicznego.
Kupując jakikolwiek materiał budowlany lub wykończeniowy, kupujący powinien zapytać sprzedawcę, czy posiada atest higieniczny na produkt. Dwie, na pierwszy rzut oka, całkowicie identyczne rolki linoleum lub tapety, wykonane przez różnych producentów z niewielkimi zmianami technologicznymi, mogą kilkadziesiąt razy różnić się poziomem uwalniania substancji toksycznych. I tylko kompetentne organizacje są w stanie rozwiązać problem swojego bezpieczeństwa środowiskowego.

Biopozytywność materiałów
Materiały budowlane mają ogromny wpływ na kształtowanie jakości najbliższego środowiska życia. Pojęcie przyjazności dla środowiska materiałów budowlanych jest szersze niż ich przyjazność dla środowiska.

Całkowicie ekologiczne (biopozytywne) materiały obejmują materiały budowlane z odnawialnych zasobów naturalnych, które nie mają negatywnego wpływu na człowieka (a nawet mają pozytywny wpływ na ludzkie zdrowie), nie zanieczyszczają środowiska podczas ich wytwarzania, wymagają minimalnego zużycia energii przy produkcji procesu, całkowicie nadają się do recyklingu lub rozkładają się po spełnieniu swoich funkcji jak materiały żywej przyrody. Bardzo niewiele materiałów naturalnych spełnia wszystkie te wymagania: drewno (i inne materiały roślinne - bambus, trzcina, słoma itp.), wełna, filc, skóra, korek, piasek i kamienie koralowe, naturalny jedwab i bawełna, naturalny olej schnący, naturalna guma , kleje naturalne itp.

Warunkowo przyjazne dla środowiska materiały budowlane można uznać za materiały pozyskiwane z minerałów szeroko reprezentowanych w skorupie ziemskiej, lub materiały prawie całkowicie nadające się do recyklingu (w związku z tym doznają niewielkiej straty, a ponadto pozwalają zaoszczędzić do 80 ... 90% energii na ich produkcja). Należą do nich produkty wykonane z gliny, szkła, aluminium. Pozostałe materiały nie są przyjazne dla środowiska, choć są wykorzystywane w budownictwie (m.in. tworzywa sztuczne na bazie tworzyw sztucznych, produkty wymagające znacznego energochłonności ich wytwarzania itp.).

Materiały przyjazne dla środowiska to materiały, które spełniają zasady przyjazności dla środowiska: do produkcji wykorzystują zasoby odnawialne, są podatne na samodegradację po pełnieniu funkcji bez zanieczyszczania środowiska; za częściowo biopozytywne, można uznać materiały w pełni nadające się do recyklingu, wykonane z minerału szeroko reprezentowanego w skorupie ziemskiej (aluminium, krzem). Doskonalenie materiałów w kierunku ich biopozytywności będzie najwyraźniej prowadzone zarówno zgodnie z nowoczesnymi trendami (wykorzystanie materiałów pochodzących z recyklingu, zmniejszenie zużycia materiałów, zwiększenie ich trwałości itp.), jak i w kierunku pełniejszego wykorzystania naturalnych powtarzalne materiały, tworzenie nowych materiałów o pożądanych właściwościach oraz materiałów biopodobnych, które mogłyby być zasilane energią.

Czynniki, które wpływają na bezpieczeństwo środowiska w domu, obejmują jakość materiałów budowlanych - z czego wykonany jest dom. Funkcjonalnym przeznaczeniem budynku mieszkalnego jest zaspokojenie potrzeb osoby mieszkającej. W zależności od rodzaju materiału, z którego wykonane są główne elementy nośne budynków mieszkalnych i ich rozwiązania konstrukcyjnego, budynki łączy się w następujące grupy:

Kamienne, zwłaszcza kapitalne, mury ceglane o grubości 2,5-3,5 cegły lub cegła z ramą żelbetową lub metalową, stropy żelbetowe i betonowe;
Ściany są duże, posadzki żelbetowe;
Ściany są ceglane o grubości 1,5-2,5 cegły. Podłogi żelbetowe, betonowe lub drewniane;
Ściany - stropy żelbetowe wielkopłytowe;
Lekkie ściany murowane z cegieł, monolitycznego betonu, żużla, żelbetu lub stropów betonowych;
Ściany murowane wielkopłytowe lub lekkie z cegły, betonu monolitycznego, betonu żużlowego, małych bloczków żużlowych, skał łupkowych, podłóg drewnianych;
Ściany i sufity są mieszane, drewniane rąbane lub blokowe;
Surowy, prefabrykowany panel, wypełnienie ramy itp.

Ustalono, że metale są najmniej pożądane jako materiał konstrukcyjny, do kolejnej grupy należą beton, kamienie ze składnikami krystalicznymi, szkło, różne tworzywa sztuczne, cegły gliniane, bardziej miękkie kamienie pochodzenia osadowego. Najlepsze są materiały pochodzenia biogenicznego – drewno, słoma i inne materiały roślinne, niespalone bloki gleby itp.

Teraz w budownictwie miejskim domy wykonane z zestawu produktów żelbetowych z ceglano-monolitycznymi konstrukcjami otaczającymi, z „szerokim stopniem”, z mieszkaniami o swobodnym planowaniu i podwyższonym komforcie, poprawioną izolacją cieplną i akustyczną, odpornością ogniową oraz rozwiązaniami architektoniczno-budowlanymi spełniające współczesne wymagania są najczęściej stosowane.

Beton jest jednym z najstarszych materiałów budowlanych i jest obecnie najczęściej używanym materiałem budowlanym. Badania i rozwój naukowców dają powody, by sądzić, że beton i żelbet nie zrezygnują w najbliższej przyszłości ze swoich czołowych pozycji.

Rynek materiałów budowlanych jest ogromny. Stale pojawiają się nowe materiały i technologie, ale często człowiek przed zakupem jednego lub drugiego nie ma pojęcia o jakości, składzie i bezpieczeństwie dla swojego zdrowia.

Niebezpieczne materiały budowlane obejmują:
sklejka, płyta wiórowa (płyta wiórowa), płyta pilśniowa (MDF) produkowana z fenolu, formaldehydu i mocznika, dekoracyjne arkusze i płyty z kompozycji polimerowych;
winylowe i inne rodzaje tapet samoprzylepnych (folie syntetyczne - folie dekoracyjne izoplen, devilon, seinex, bezpodstawne folie z polichlorku winylu);
lite dywany wykonane z włókien syntetycznych na kompozycji klejącej, linoleum na bazie polichlorku winylu, płytki syntetyczne;
chlorek winylu, epoksydy i inne syntetyczne lakiery i farby;
plastikowe okna.

Drewno i jego pochodne są najszerzej stosowanym biopozytywnym materiałem budowlanym, który umożliwia uzyskanie lekkich, trwałych, niepalnych, nie gnijących struktur (przy pomocy specjalnej obróbki). Drzewo w okresie wzrostu jest również naturalnym filtrem zanieczyszczeń, uwalnia do powietrza substancje przydatne dla człowieka, wzbogaca atmosferę w tlen, a glebę w próchnicę, tworzy nisze dla bytowania różnych zwierząt. Las wykorzystywany do produkcji materiałów budowlanych jest w pełni odrestaurowany, a środowisko naturalne „nie zauważa” usunięcia niewielkiej części lasu. Modyfikowane drewno to doskonały i dość wytrzymały materiał, który można wzmocnić. Ściany wykonane z drewna „oddychają” i zapewniają korzystny mikroklimat wewnątrz lokalu. Dlatego drewno można uznać za jeden z najbardziej obiecujących biopozytywnych materiałów budowlanych.

Kolejne pod względem przyjazności dla środowiska są materiały budowlane i wyroby gliniane: wypiekane wyroby ceramiczne (cegły, wielkogabarytowe pustaki do ścian i podłóg, kafelki, kafle, niewypalane cegły gliniane zmieszane ze słomą i żyłką itp.) - najmniej Cegły energochłonne wykonane z suszonej gliny w mieszance ze zbrojoną słomą, stosowane są od wielu wieków w budowie budynków o różnej wysokości w suchym klimacie lub z niezawodną ochroną przed wilgocią. Jedna czwarta wszystkich mieszkańców Ziemi mieszka w domach zbudowanych z suszonych na słońcu cegieł błotnych, a te budynki w krajach o suchym klimacie stoją przez setki lat.

Niewątpliwą zaletą tego materiału budowlanego jest jego całkowita możliwość recyklingu, a zdemontowany materiał można również wykorzystać jako dodatek do gleby pod uprawę roślin. Interesujące jest to, że dwu-trzypiętrowe budynki mieszkalne z suszonej gliny są z powodzeniem eksploatowane od wielu stuleci w krajach wysoko rozwiniętych, np. we Francji. Głównym problemem zapewnienia trwałości takich budynków jest ochrona przed wilgocią za pomocą niezawodnego dachu i hydroizolacji przed wodą gruntową.

Wśród materiałów nieodnawialnych można wyróżnić aluminium i szkło, które prawie w 90% podlegają recyklingowi, a ich regeneracja wymaga znacznie mniej energii. Zmniejszenie energochłonności produkcji biopozytywnych materiałów budowlanych jest bardzo ważnym zadaniem, ponieważ pozwala nie tylko obniżyć ich koszt i zużycie energii, ale także mniej zanieczyszczać środowisko. Tak więc przy pierwotnej produkcji 1 m3 aluminium wymagane jest bardzo duże zużycie energii - 7250 kW. h (dla porównania, aby uzyskać 1 m3 cementu potrzeba 1700 kWh, płyta pilśniowa - 800, cegła - 500, gazobeton - 450, drewno - 180 kWh).

Wydaje się, że tak wysokie zużycie energii sprawia, że ​​aluminium jest materiałem nieekologicznym, jednak w przypadku ponownego przetworzenia ze złomu koszty energii wyniosą około 600 kW. h, co pozwala nam uznać aluminium za materiał przyjazny dla środowiska. Konieczne jest stopniowe ograniczanie wykorzystania materiałów budowlanych z surowców nieodnawialnych (cement, stal, beton, żelbet, tworzywa sztuczne itp.), które ponadto wymagają znacznych kosztów energii, są słabo poddawane recyklingowi, nie pozwalają na tworzenie sprzyjający klimat wewnętrzny i znacząco zanieczyszczają środowisko podczas produkcji. Za każdym razem, gdy wybierasz materiał budowlany, musisz porównać opcje, biorąc pod uwagę przyjazność dla środowiska materiałów i lokalne doświadczenia.

Pojęcie przyjazności dla środowiska (biopozytywność) materiałów budowlanych obejmuje również niemożność uwalniania szkodliwych substancji w okresie eksploatacji: na przykład niektóre materiały z kamienia naturalnego (granit, sjenit, porfir) mają zwiększone tło promieniotwórcze; tworzywa sztuczne lub materiały budowlane z ich zastosowaniem (płyty pilśniowe, linoleum, farby syntetyczne, płytki syntetyczne do podłóg i okładzin, różne syntetyczne dodatki do betonu, zapraw, kleje syntetyczne, izolacje na bazie syntetycznej itp.) emitują przez długi czas niebezpieczne gazy do powietrza w pomieszczeniach czas ; Produkty zawierające azbest, zwłaszcza te, które są narażone na działanie czynników atmosferycznych, w wyniku których włókna azbestu przedostają się do powietrza, są uznawane w wielu krajach za niedopuszczalne. Wszystko to może być bardzo szkodliwe dla osób przebywających w lokalu, zwłaszcza dla dzieci.

Nie można wybrać całkowicie zrównoważonych materiałów do wszystkich konstrukcji i wykończeń budynków, z wyjątkiem małych domów. Dlatego przy wyborze materiałów i porównywaniu opcji preferowane są materiały bardziej przyjazne dla środowiska (na przykład cegły gliniane i wyroby ceramiczne, materiały na bazie gipsu, linoleum na bazie organicznej, izolacja na bazie papieru lub pianobetonu, drewniane okna i drzwi, farby organiczne itp.).

Wpływ pól elektrycznych i magnetycznych na zdrowie:
Narażenie (to znaczy wystawienie na coś) na wpływ pól występuje wszędzie: w domu, w pracy, w szkole i w pojazdy napędzany energią elektryczną. Wszędzie tam, gdzie znajdują się przewody elektryczne, silniki i sprzęt elektroniczny, elektryczny i pola magnetyczne.

Wiele osób w swoich domach jest podobnie narażonych na wyższe poziomy pól, choć przez krótszy czas (poprzez grzejniki elektryczne, golarki, suszarki do włosów i inne urządzenia gospodarstwa domowego lub prądy błądzące z powodu braku równowagi w systemie uziemienia elektrycznego budynku), co pracy (w niektórych branżach i biurach wymagających bliskości sprzętu elektrycznego i elektronicznego) lub nawet podczas podróży pociągami i innymi pojazdami o napędzie elektrycznym.

Pola powodują zmiany fizjologiczne, takie jak wolne tętno i odczyty elektroencefalogramu (EEG), a także wiele różnych objawów i dolegliwości, głównie związanych ze skórą i układem nerwowym. Mogą występować rozproszone zmiany na skórze twarzy, takie jak zaczerwienienie, zaczerwienienie, szorstkość, gorączka, ciepło, mrowienie, tępy ból i „ucisk”. Mogą wystąpić objawy związane z układem nerwowym, takie jak ból głowy, zawroty głowy, zmęczenie i oszołomienie, mrowienie i mrowienie w kończynach, duszność, przyspieszone bicie serca, obfite pocenie się, depresja i problemy z pamięcią.

Istnieją dwa możliwe mechanizmy, które mogą być w jakiś sposób zaangażowane w aktywację raka i dlatego zasługują na szczególną uwagę. Jeden z nich związany jest z wywołanym polem magnetycznym obniżeniem nocnych poziomów melatoniny, a drugi z wykrywaniem kryształów magnetytu w tkankach człowieka.

Z badań na zwierzętach wiadomo, że melatonina poprzez wpływ na poziom krążenia hormonów płciowych ma pośrednie działanie onkostatyczne. Badania na zwierzętach wykazały również, że pola magnetyczne hamują produkcję melatoniny w szyszynce. To odkrycie sugeruje teoretyczny mechanizm znacznego wzrostu (na przykład) raka piersi, który może być spowodowany ekspozycją na takie pola. Ostatnio zaproponowano alternatywne wyjaśnienie zwiększonego ryzyka raka. Wykazano, że melatonina jest jednym z najsilniejszych zmiataczy rodników hydroksylowych, a zatem zakres uszkodzeń, jakie wolne rodniki mogą powodować w RNA, jest znacznie redukowany przez melatoninę. Jeśli poziom melatoniny jest tłumiony na przykład przez pole magnetyczne, RNA pozostaje bardziej podatne na ataki oksydacyjne. Ta teoria wyjaśnia, w jaki sposób hamowanie melatoniny przez pola magnetyczne może prowadzić do większej zachorowalności na raka w dowolnej tkance.

Ale czy poziom melatoniny w ludzkiej krwi spada, gdy dana osoba jest wystawiona na działanie słabych pól magnetycznych? Wiele wskazuje na to, że tak może być, ale kwestia ta wymaga dalszych badań. Od pewnego czasu wiadomo, że zdolność ptaków do nawigacji sezonowe migracje Pośredniczy w tym obecność w komórkach kryształów magnetytu, które reagują na pole magnetyczne Ziemi. Teraz, jak omówiono powyżej, kryształy magnetytu zostały również znalezione w komórkach ludzkich w stężeniach teoretycznie wystarczająco wysokich, aby reagować na słabe pola magnetyczne. Dlatego we wszystkich dyskusjach na temat możliwych mechanizmów, jakie można zaproponować w celu wyjaśnienia potencjalnie niebezpiecznych (szkodliwych) skutków ekspozycji na pola elektryczne i magnetyczne na organizm człowieka, należy brać pod uwagę rolę magnetycznych kryształów żelaza.

Ogólne wskazówki:
W pierwszej kolejności należy zwrócić uwagę na to, jak unikać wpływu pól elektromagnetycznych. Podstawową zasadą jest tutaj: chroń, wyłącz i trzymaj dystans!

Pomiary może wykonać doświadczony profesjonalista, np. elektryk lub biolog budowlany. Tacy specjaliści mogą udzielić wskazówek, czy coś trzeba zmienić, czy też zrobią to sami.

Zachowaj dystans!
Pola elektryczne i magnetyczne są bardzo szybko uwalniane ze źródła prądu. Odległość od łóżka do urządzeń elektrycznych i przewodów powinna wynosić około 1-1,5 m. Ze ściany, w pobliżu której znajduje się kabel (nawet ukryty) lub gniazdka, również emanują pola elektryczne, nawet jeśli żadne urządzenia nie działają.
Jeśli to możliwe, trzymaj głowę z dala od rur cieplnych i wodociągowych.
telewizor/komputer
Telewizory, odbiorniki, sprzęt wideo i komputery nie powinny znajdować się w sypialni.
Trzymaj się z dala od urządzeń elektrycznych.
Wyjmij wtyczkę z gniazdka, gdy urządzenie nie jest używane.

Lampy
Przy bardzo dużym prądzie prądu przemiennego powstają ogromne pola magnetyczne, które mogą oddziaływać na osoby znajdujące się na innym piętrze.
Transformatory i ściemniacze muszą być całkowicie odłączone od sieci, gdy nie są używane. Tak zwane transformatory elektroniczne generują częstotliwość 40 kHz i odradza się ich w ogóle.
domowe urządzenia elektryczne
Używaj jak najmniejszej liczby urządzeń elektrycznych i kabli.
Nie umieszczaj sypialni w pobliżu pionów przewodów i osłon ochronnych.
W pobliżu ściany, przy której znajduje się łóżko, nie powinny znajdować się przewody, a w sąsiednim pokoju nie powinny znajdować się po drugiej stronie.
Wyrzuć przedłużacz lub, jeśli to konieczne, użyj jak najkrótszego przewodu.
Nie umieszczaj urządzeń elektrycznych w pobliżu ściany, jeśli po drugiej stronie tej samej ściany znajduje się łóżko.

W przypadku wszystkich urządzeń elektrycznych obowiązuje zasada: po ich użyciu należy wyjąć wtyczkę z gniazdka, ponieważ. To jedyny sposób na zatrzymanie przepływu prądu.

Używaj tylko zwykłych telefonów z podłączonym kablem. Telefony bezprzewodowe mogą powodować silne pola o wysokiej częstotliwości.
Telefony komórkowe nie powinny znajdować się w sypialni.

Planowanie pokoju.
Sypialnie i salony powinny znajdować się jak najdalej od kuchni, pralni i kotłowni.
Piony okablowania i rozdzielnice nie powinny znajdować się na ścianach salonów lub sypialni.

Podczas wykonywania instalacji elektrycznej zadbaj o uziemienie.
Podczas prowadzenia kabla pozostaw wolną przestrzeń, w której śpisz lub siedzisz.
Nie umieszczaj kotła, pralki, kuchenki elektrycznej i innych podobnych urządzeń elektrycznych w bezpośredniej bliskości pomieszczeń mieszkalnych.

Ponadto:
Usuń poduszki grzewcze z łóżka przed snem.
Jeśli to możliwe, unikaj elektrycznego ogrzewania podłogowego.

Ministerstwo Edukacji i Nauki Federacji Rosyjskiej

budżet federalny instytucja edukacyjna wyższe wykształcenie zawodowe

„NARODOWE BADANIA POLITECHNIKI TOMSKIEJ”

Wydział - Instytut Zasobów Naturalnych

Kierunek (specjalność) - Technologia chemiczna i biotechnologia

Dział - TOV i PM

Problemy środowiskowe produkcji polimerów

według dyscypliny " Innowacyjny rozwój technologia chemiczna substancji organicznych”

Wykonawca

W.W. Zenkova uczennica gr.5a83

Kierownik

LI Bondaletova starszy wykładowca, dr hab.

TOMSK 2012

Wstęp

.Problemy ekologiczne w chemii i technologii materiałów polimerowych

.Klasyfikacja odpadów polimerowych

3.Metody recyklingu i neutralizacji materiałów polimerowych

.Oczyszczanie ścieków i emisje gazów

4.1Metody oczyszczania ścieków

4.2Metody oczyszczania emisji gazów z przemysłu polimerów

5.Podstawowe zasady rozwoju technologii bezodpadowych

Wniosek

Wstęp

Produkcja polimerów to jedna z najdynamiczniej rozwijających się branż. Światowa produkcja polimerów w 2010 roku wyniosła 250 mln ton i rośnie średnio o 5-6% rocznie. Ich jednostkowe zużycie w krajach rozwiniętych osiągnęło 85-90 kg/osobę. rocznie i nadal rośnie. To zainteresowanie producentów polimerów wiąże się przede wszystkim z możliwością uzyskania na ich bazie różnorodnych cennych technicznie materiałów.

Ze względu na unikalne właściwości fizykochemiczne, konstrukcyjne i technologiczne materiały polimerowe (PM) na bazie różnych tworzyw sztucznych i elastomerów znajdują szerokie zastosowanie w różnych dziedzinach gospodarki narodowej i medycyny.

Życiowa aktywność społeczeństwa jest nieuchronnie związana z powstawaniem odpadów na wszystkich etapach produkcji i przetwarzania materiałów polimerowych. Dlatego pilność problemu ich utylizacji, a także szkody wyrządzone zdrowiu ludzkiemu i środowisku pozostają dotkliwe.

1. Problemy środowiskowe w chemii i technologii materiałów polimerowych

Materiały polimerowe, z reguły są systemami wieloskładnikowymi, ponieważ oprócz polimeru do ich tworzenia stosuje się różne składniki (składniki). Pozyskiwanie materiałów polimerowych spełniających wymagania eksploatacyjne dla różnych gałęzi przemysłu, rolnictwa i życia codziennego jest zadaniem technologii wytwarzania materiałów polimerowych. Wieloskładnikowy charakter polimerów często prowadzi do tego, że ich wytwarzanie, a w niektórych przypadkach praktyczne zastosowanie, komplikuje niepożądany proces izolowania z materiału szkodliwych substancji niskocząsteczkowych. W zależności od warunków pracy ich ilość może wynosić nawet kilka procent masowych. W mediach mających kontakt z materiałami polimerowymi można znaleźć dziesiątki związków o różnym charakterze chemicznym.

Tworzenie i stosowanie polimerów jest bezpośrednio lub pośrednio związane z oddziaływaniem na organizm człowieka, na otaczające środowisko produkcyjne i siedlisko człowieka, a także na środowisko jako całość. To ostatnie jest szczególnie ważne po zastosowaniu polimerów i produktów z nich wykonanych, kiedy materiały odpadowe są zakopywane w glebie, a szkodliwe substancje uwalniane podczas rozkładu materiału polimerowego zanieczyszczają glebę i ścieki, pogarszając tym samym stan środowiska. Problemy ekologii produkcji i zastosowania materiałów polimerowych.

Jakie są konsekwencje zanieczyszczenia, na przykład ziemi? Przede wszystkim do bezpośredniej redukcji naturalnego siedliska istot żywych. Po drugie, zanieczyszczenie niektórych obszarów stwarza zagrożenie dla sąsiednich terytoriów w związku z migracją zanieczyszczeń np. przez podglebowe warstwy wodonośne. Po trzecie, zanieczyszczenie powietrza szkodliwymi gazami, w tym metanem i dwutlenkiem węgla, wywołujące efekt cieplarniany, może prowadzić do globalnych zmian w środowisku.

Produkcja polietylenu, polipropylenu, polichlorku winylu niesie ze sobą poważne problemy środowiskowe dla środowiska. Jest to stosowanie różnych toksycznych monomerów i katalizatorów, powstawanie emisji ścieków i gazów, których neutralizacja wiąże się z dużą energią, surowcami i koszty pracy i nie zawsze jest wykonywane przez producentów w dobrej wierze.

Rozważ kilka przykładów związanych z ekologią produkcji podstawowych polimerów.

Produkcja polietylenu i innych poliolefin jest klasyfikowana jako palna i wybuchowa (kategoria A): etylen i propylen tworzą z powietrzem mieszaniny wybuchowe. Oba monomery mają działanie narkotyczne. MPC w powietrzu dla etylenu wynosi 0,05*10-3 kg/m3, dla propylenu 0,05*10-3 kg/m3. Produkcja polietylenu wysokociśnieniowego (LDPE) jest szczególnie niebezpieczna, ponieważ wiąże się z użyciem wysokiego ciśnienia i temperatury. Ze względu na możliwość wybuchowego rozkładu etylenu podczas polimeryzacji, reaktory wyposażone są w specjalne zabezpieczenia (membrany) i instalowane w skrzyniach. Kontrola procesu jest w pełni zautomatyzowana. w produkcji polietylenu niskie ciśnienie a polipropylen, chlorek dietyloglinu stosowany jako katalizator jest szczególnie niebezpieczny. Jest wysoce reaktywny. Wybucha w kontakcie z wodą i tlenem. Wszystkie operacje ze związkami metaloorganicznymi muszą być przeprowadzane w atmosferze czystego gazu obojętnego (oczyszczony azot, argon). Niewielkie ilości trietyloglinu można przechowywać w zamkniętych szklanych ampułkach. Duże ilości należy przechowywać w hermetycznie zamkniętych naczyniach, w suchym azocie lub jako rozcieńczony roztwór w jakimś rozpuszczalniku węglowodorowym (pentan, heksan, benzyna - aby nie zawierały wilgoci). Trietyloglin jest substancją toksyczną: podczas wdychania jego opary działają na płuca, a w kontakcie ze skórą dochodzi do bolesnych oparzeń. W tych branżach stosowana jest również benzyna. Benzyna jest cieczą palną, temperatura zapłonu dla różnych gatunków benzyny waha się od -50 do 28 °C. Granice stężenia zapłonu mieszaniny par benzyny z powietrzem wynoszą 2-12% (objętościowo). Działa narkotycznie na organizm człowieka. MPC benzyny w powietrzu = 10,3*10-3 kg/m3. Sproszkowane poliolefiny tworzą mieszaniny wybuchowe. MPC dla polipropylenu wynosi: 0,0126 kg/m3. Podczas transportu sproszkowanych poliolefin tworzą się aerozole i nieuchronnie gromadzą się ładunki. elektryczność statyczna, co może prowadzić do iskrzenia. Transport poliolefin rurociągiem odbywa się w atmosferze gazu obojętnego. Pokrewnym polimerem jest polichlorek winylu. Produkcja i stosowanie chlorku winylu są również klasyfikowane jako wybuchowe i łatwopalne (kategoria A). Chlorek winylu w stanie gazowym ma działanie narkotyczne, długie przebywanie w pomieszczeniu, którego atmosfera zawiera dużą ilość chlorku winylu, powoduje zawroty głowy i utratę przytomności. MPC w pomieszczeniach roboczych wynosi 3*10-5 kg/m3. W stężeniu 1*10-4 kg/m3 powoduje podrażnienie błon śluzowych, a zapach zaczyna być wyczuwalny już przy 2*10-4 kg/m3. Wdychanie oparów podczas otwartego odparowywania monomeru powoduje ostre zatrucie. Nie mniej toksyczne są również inne monomery stosowane do produkcji politetrafluoroetylenu, politrifluorochloroetylenu, polifluorków winylu.

W związku z tym konieczne jest zapewnienie kontroli bezpieczeństwa środowiskowego procesu tworzenia polimerów i materiałów polimerowych, ich eksploatacji oraz niszczenia odpadów PM po ich wykorzystaniu przez człowieka.

2. Klasyfikacja odpadów polimerowych

Według źródeł powstawania wszystkie odpady polimerowe dzielą się na trzy grupy:

technologiczne odpady produkcyjne;

odpady konsumpcyjne przemysłowe;

odpady konsumpcyjne.

Odpady technologiczne materiałów polimerowych powstają podczas ich syntezy i przetwarzania. Dzielą się na nieusuwalne i jednorazowe odpady technologiczne. Nienaprawialne są krawędzie, lamówki, wypustki, fragmenty, zadziory itp. Powstaje od 5 do 35% takich odpadów. Odpady jednorazowe to wysokiej jakości surowiec, który nie odbiega właściwościami od pierwotnego polimeru pierwotnego. Jego przetwarzanie na produkty nie wymaga specjalnego sprzętu i odbywa się w tym samym przedsiębiorstwie. Jednorazowe technologiczne odpady produkcyjne powstają w przypadku nieprzestrzegania reżimów technologicznych w procesach syntezy i przetwarzania, czyli jest to wada technologiczna, którą można zminimalizować lub całkowicie wyeliminować. Odpady technologiczne z produkcji są przetwarzane na różne produkty, stosowane jako dodatek do surowca itp.

Przemysłowe odpady konsumpcyjne gromadzą się w wyniku awarii produktów wykonanych z materiałów polimerowych, które nie są stosowane w różnych gałęziach przemysłu (opony, pojemniki i opakowania, odpady folii rolniczej, worki na nawozy itp.). Odpady te są najbardziej jednorodne, najmniej zanieczyszczone i dlatego cieszą się największym zainteresowaniem ze względu na ich recykling.

Odpady z konsumpcji publicznej gromadzą się w naszych domach, zakładach spożywczych itp., a następnie lądują na miejskich wysypiskach. Ostatecznie przechodzą do nowej kategorii odpadów – odpadów zmieszanych. Odpady te stanowią ponad 50% odpadów konsumpcji publicznej. Ilość takich odpadów stale rośnie iw Rosji wynosi około 80 kg na mieszkańca. Największe trudności wiążą się z przetwarzaniem i wykorzystaniem odpadów mieszanych. Powodem tego jest niekompatybilność termoplastów wchodzących w skład odpadów domowych, co wymaga stopniowego doboru materiałów.

Ilości odpadów przemysłowych i domowych w postaci przestarzałych produktów polimerowych są znaczne i stopniowo rosną, biorąc pod uwagę postępujące opakowania na artykuły techniczne i gospodarstwa domowego: żywność, napoje bezalkoholowe, leki; likwidacja folii polietylenowej, farm szklarniowych, produkcji pasz; worki nawozów mineralnych, domowe środki chemiczne, nylonowe siatki, artykuły gospodarstwa domowego, życie towarzyskie i kulturalne, zabawki dla dzieci, sprzęt sportowy, wykładziny dywanowe, linoleum, kontenery transportowe, pojemniki; produkcja odpadów i eksploatacja kabli, rur polimerowych itp.; Pojemniki i opakowania PET oraz inne produkty na bazie PET.

Ponadto masowy import produktów przemysłowych, spożywczych, medycznych, kosmetycznych itp. w opakowaniach polimerowych zwiększa ilość tych odpadów.

Odpady te są specyficzne, ponieważ nie ulegają rozkładowi, samozniszczeniu, kumulują się, zajmują obszary lądowe, zanieczyszczają osady, zbiorniki wodne i plantacje leśne. Podczas spalania wydzielają się toksyczne gazy, które na składowiskach są dogodnym środowiskiem do życia gryzoni i owadów.

Tak więc odpady przemysłowe i domowe produktów polimerowych stanowią zagrożenie dla środowiska.

Polimer do recyklingu ścieków

3. Metody recyklingu i neutralizacji materiałów polimerowych

Jakie podejścia stosuje się do zwalczania zanieczyszczenia środowiska związanego z produkcją polimerów?

.Termiczne metody recyklingu i unieszkodliwiania odpadowych materiałów polimerowych. Wydawałoby się, że najbardziej naturalne może być utlenianie tych substancji organicznych podczas wysokie temperatury lub po prostu je spalić. Jednak w zasadzie cenne substancje i materiały są niszczone. produkty spalania w najlepszy przypadek są woda i dwutlenek węgla, co oznacza, że ​​nie można zwrócić nawet oryginalnych monomerów, z których polimeryzacja wytworzyła zniszczalne polimery. Ponadto, jak wspomniano powyżej, uwalnianie dużych ilości dwutlenku węgla CO2 do atmosfery prowadzi do globalnych niepożądanych skutków, w szczególności do efektu cieplarnianego. Ale co gorsza, podczas spalania powstają szkodliwe substancje lotne, które zanieczyszczają powietrze, a tym samym wodę i ziemię. Nie mówiąc już o licznych dodatkach, w tym barwnikach i pigmentach, do środowiska uwalniane są różne związki, w tym metale ciężkie wykorzystywane jako katalizatory w syntezie polietylenu, które są niezwykle szkodliwe dla zdrowia człowieka.

Metody termiczne przetwarzania odpadów polimerowych można warunkowo podzielić na:

do termicznej degradacji materiałów polimerowych w celu uzyskania produktów stałych, ciekłych i gazowych;

do spalania lub inhalacji prowadzących do powstania produktów gazowych i popiołu.

Z kolei zniszczenie termiczne jest warunkowo podzielone:

płytkiego rozkładu termicznego polimerów w stosunkowo niskich temperaturach z powstawaniem głównie substancji o małej masie cząsteczkowej;

do pirolizy w podwyższonych temperaturach, w wyniku czego powstają produkty płynne i gazowe oraz niewielka ilość stałych pozostałości.

Za pomocą pirolizy możesz uzyskać cała linia użyteczne produkty, jednak ta metoda jest uważana za bardzo energochłonną i wymaga użycia drogiego sprzętu. Istnieje taka metoda, jak deponowanie odpadów polimerowych na wysypiskach, co jest ewidentnie niewłaściwe, ponieważ większość tworzyw sztucznych nie rozkłada się przez dziesięciolecia, powodując ogromne szkody w glebie. Niedopuszczalne są więc tradycyjne metody unieszkodliwiania odpadów – osadzanie i spalanie polimerów. W pierwszym przypadku w wyniku narażenia na działanie wody powstają szkodliwe produkty zawierające aminy, w drugim uwalniane są toksyczne gazy, takie jak cyjanowodór, tlenki azotu itp.

.Tworzenie materiałów polimerowych o kontrolowanej żywotności. W ostatnich latach pojawiły się i zaczęły być wdrażane nowe pomysły na syntezę „przyjaznych dla środowiska” polimerów i produktów z nich powstałych. Mowa o polimerach i materiałach z nich pochodzących, zdolnych do mniej lub bardziej szybkiego rozkładu w naturalne warunki. Należy zauważyć, że wszystkie polimery biologiczne, czyli polimery syntetyzowane przez rośliny i organizmy żywe, do których należą przede wszystkim białka i polisacharydy, są mniej lub bardziej podatne na degradację katalizowaną przez enzymy. Tutaj przestrzegana jest zasada: to, co tworzy natura, jest zdolna do zniszczenia. Gdyby ta zasada nie zadziałała, to te same polimery, produkowane w ogromnych ilościach przez mikroorganizmy, rośliny i zwierzęta, pozostałyby po śmierci na ziemi. Trudno to sobie nawet wyobrazić, bo byłby to fantastyczny światowy zrzut zwłok wszystkich organizmów, jakie istniały na ziemi. Na szczęście tak się nie dzieje, a wysoce wydajne katalizatory biologiczne – enzymy – wykonują swoją pracę i skutecznie radzą sobie z tym zadaniem. Znane są trzy rodzaje degradowalnych materiałów polimerowych, a mianowicie:

fotodegradowalny;

ulegające biodegradacji;

rozpuszczalny w wodzie.

Wszystkie mają wystarczającą stabilność w normalnych warunkach pracy i łatwo się rozkładają. Aby nadać materiałom polimerowym zdolność rozkładania się pod wpływem światła stosuje się specjalne dodatki lub wprowadza się je w skład grupy światłoczułej. Aby znaleźć takie materiały polimerowe praktyczne użycie, muszą spełniać następujące wymagania:

w wyniku modyfikacji właściwości użytkowe polimeru nie powinny ulec znaczącej zmianie;

dodatki wprowadzone do polimeru nie powinny być toksyczne;

polimery muszą być przetwarzane konwencjonalnymi metodami bez poddawania ich degradacji;

konieczne jest, aby produkty otrzymane z takich polimerów mogły być przechowywane i eksploatowane przez długi czas bez bezpośredniego przenikania promieni UV;

czas do zniszczenia polimeru musi być znany i znacznie się różnić;

Znane polimery rozkładające się pod wpływem mikroorganizmów. W tym przypadku do polimeru wprowadzono substancje, które same są łatwo niszczone i wchłaniane przez mikroorganizmy. Praktyczne znaczenie mają szczepione kopolimery skrobi i akrylanu metylu, których folie są wykorzystywane w rolnictwie do ściółkowania gleby. Nierozgałęzione węglowodory parafinowe są bardzo dobrze przyswajalne przez mikroorganizmy. Dodatki biodegradowalne obejmują karboksycelulozę, laktozę, kazeinę, drożdże, mocznik i inne.

.Kompozycje zawierające odpadowe materiały polimerowe.

Odpadowe materiały polimerowe są szeroko stosowane w budownictwie. W większości nawierzchni asfaltowych głównym składnikiem lepiszcza są asfalty różnego rodzaju. Nie są wodoodporne. Wszystko to znacznie pogarsza właściwości nawierzchni asfaltowych i skraca ich żywotność. Zastosowanie poliolefin w kompozycji z bitumem to jeden z tradycyjnych sposobów modyfikacji właściwości powłok. Doświadczalnie ustalono, że nie zaleca się wprowadzania więcej niż 30% odpadów do poliolefin, ponieważ może to spowodować rozwarstwienie układu. Kompozycje uzyskuje się poprzez zmieszanie bitumu z odpadami poliolefinowymi w temperaturze 40...100 °C, a następnie wyładowanie mieszanki do specjalnych form, w których chłodzenie następuje w temperaturze pokojowej.

Można wyróżnić następujące obszary wykorzystania odpadów w budownictwie:

stosować w kompozycjach z tradycyjnymi materiałami budowlanymi w celu modyfikacji ich właściwości;

uzyskanie płyt i paneli dźwiękochłonnych;

tworzenie uszczelniaczy stosowanych w budowie budynków i konstrukcji hydrotechnicznych.

.Wykorzystanie odpadowych materiałów polimerowych poprzez recykling. O wiele bardziej obiecującym i rozsądnym sposobem na zmniejszenie zanieczyszczenia środowiska polimerami jest recykling zużytych polimerów i produktów z nich wykonanych. Problem ten nie jest jednak tak prosty, jak mogłoby się wydawać na pierwszy rzut oka, choćby dlatego, że z reguły mamy do czynienia z brudnymi odpadami, w skład których wchodzą np. drobinki piasku. Wyklucza to możliwość stosowania wysokowydajnego i zaawansowanego technologicznie sprzętu stosowanego w pierwotnym przetwarzaniu polimerów wyjściowych. Ten sprzęt po prostu szybko zawiedzie z powodu ściernego działania mineralnych ciał stałych. Ale nawet podczas przetwarzania, jeśli w zasadzie jest to możliwe, uzyskuje się produkty „brudne”, stan rynkowy oraz właściwości konsumenckie które nie mogą konkurować z oryginalnymi produktami. Tu jednak istnieje możliwość wykorzystania produktów pochodzących z recyklingu do innych celów, które wymagają znacznie niższych wymagań. W szczególności zanieczyszczone produkty polietylenowe można przetwarzać na arkusze o grubości kilku milimetrów do stosowania jako materiał na pokrycia dachowe o szeregu niezaprzeczalne zalety przed tradycyjnymi, takimi jak niska gęstość, co oznacza niską wagę, elastyczność i odporność na korozję oraz niską przewodność cieplną, co oznacza dobre właściwości termoizolacyjne.

Schemat ogólny recykling materiałów polimerowych obejmuje następujące etapy:

wstępne sortowanie i czyszczenie;

szlifowanie;

mycie i separacja;

klasyfikacja według typu;

suszenie, granulowanie i przetwarzanie w produkt.

Największy sukces w tym zakresie osiągnięto w recyklingu wielkotonażowych wyrobów gumowych, takich jak opony, w tym opony samochodowe. Przygotowywane są z kauczuków wulkanizowanych wypełnionych sadzą, których zawartość w oponach, które są w związku z tym czarne, sięga 40% masy. Pod koniec okresu użytkowania takie opony nie są wyrzucane, ale miażdżone, stając się okruchami. Kruszenie za pomocą niedrogiego sprzętu pozwala uzyskać duże cząstki, których wielkość sięga jednego milimetra lub więcej. Te duże cząstki są dodawane do materiałów nawierzchniowych, co znacznie poprawia ich właściwości mechaniczne i trwałość. Specjalne maszyny umożliwiają otrzymanie drobnych dyspersji, których cząstki mają wielkość około 0,01 milimetra. Okruchy te są dodawane do gum przy produkcji nowych opon, znacznie oszczędzając surowce. Jednocześnie jakość otrzymanych w ten sposób opon praktycznie nie ustępuje oryginalnym. Takie podejście pozwala jednocześnie na znaczne ograniczenie szkód dla środowiska ze względu na jego zaśmiecanie bezużytecznymi produktami i jednocześnie znacząco oszczędza zużycie kauczuków otrzymywanych bądź przez polimeryzację produktów rafinacji ropy naftowej, bądź z soku lateksowego z drzew hevea.

4. Oczyszczanie ścieków i emisje gazów

1 Metody oczyszczania ścieków

Większość przedsiębiorstw produkujących syntetyczne polimery i tworzywa sztuczne generuje duże ilości ścieków zawierających zanieczyszczenia różnego pochodzenia. Są one odprowadzane bez głębokiego oczyszczania do rzek, zbiorników wodnych i tym samym zanieczyszczają je, co prowadzi do degradacji środowiska. Obecnie problem ten stał się tak palący, że w przyszłości konieczne jest całkowite wykluczenie powstawania ścieków aż do ich całkowitej eliminacji na podstawie procesów cyklicznych. Najbardziej ekonomiczne wykorzystanie wody zmniejszy objętość ścieków; ich całkowita eliminacja i minimalne zużycie świeżej wody jest możliwe tylko dzięki tworzeniu procesów o obiegu zamkniętym działających w obiegu zamkniętym. Doświadczenie w projektowaniu takich obiektów pokazało, że oprócz wszystkich innych zalet, jest to również bardziej ekonomiczne niż system otwarty z odprowadzaniem i oczyszczaniem ścieków.

Oto najczęściej stosowane metody:

· do usuwania gruboziarnistych cząstek - sedymentacja, flotacja, filtracja, klarowanie, wirowanie;

· usuwanie drobnych i koloidalnych cząstek - metody koagulacji, flokulacji, strącania elektrycznego;

· do oczyszczania ze związków nieorganicznych - destylacja, wymiana jonowa, metody chłodzenia, metody elektryczne;

· do oczyszczania ze związków organicznych - ekstrakcja, absorpcja, flotacja, utlenianie biologiczne, ozonowanie, chlorowanie.

· do czyszczenia z gazów i oparów - metody strippingu, ogrzewania, odczynników;

· do niszczenia szkodliwych substancji - rozkład termiczny.

Stosowane metody oczyszczania zależą od objętości ścieków, ilości, dyspersji i składu zanieczyszczeń. Ze względu na liczne zanieczyszczenia i ich warstwowy skład, z reguły metody czyszczenia stosowane są w sposób kompleksowy.

Tworzenie wydajnych oczyszczalni w przedsiębiorstwach jest przeznaczone dla:

· zapobieganie zanieczyszczeniu wód naturalnych ściekami przemysłowymi;

· zmniejszenie zużycia wody, ponieważ powrót oczyszczonej wody do cyklu produkcyjnego pozwala na uporządkowanie obiegu wody w przedsiębiorstwie.

2 Metody oczyszczania emisji gazów z przemysłu polimerów

Produkcji materiałów polimerowych towarzyszy uwalnianie toksycznych substancji zawartych w emisji gazów. W zależności od wielkości i składu emisji gazów, różne metody ich oczyszczanie z substancji toksycznych: ogniowych, termicznych katalitycznych, sorpcyjno-katalitycznych.

metoda ognia. Bezpośrednie spalanie emisji gazów może odbywać się zarówno w suszarniach, jak i w piecach kotłowych, w tych ostatnich stopień unieszkodliwienia wynosi 99% w temperaturach 1000...2000°C.

Termiczna katalityczna metoda neutralizacji zachodzi w temperaturach do 400°C. Oczyszczanie emisji polega na utlenianiu substancji organicznych w temperaturze 360...400 °C w obecności katalizatorów z grupy platynowców. Utlenianie związków organicznych prowadzi do powstania dwutlenku węgla i wody. Stopień oczyszczenia wynosi 95…97%. Metoda sorpcyjno-katalityczna służy do oczyszczania emisji gazów o niskiej zawartości związków organicznych.

5. Podstawowe zasady rozwoju technologii bezodpadowych

Bezodpadowy proces to sposób wytwarzania produktów, w którym surowce i energia są wykorzystywane w sposób najbardziej racjonalny i kompleksowy w cyklu: surowce – produkcja – zużycie oraz surowce wtórne w taki sposób, aby nie zakłócać żadnego wpływu na środowisko jego normalne funkcjonowanie.

Do najważniejszych zasad leżących u podstaw BOP należą:

konsystencja;

zintegrowane wykorzystanie surowców i zasobów energetycznych;

cykliczność przepływów materiałowych;

Bezpieczeństwo środowiska;

racjonalna organizacja;

połączenie i współpraca międzysektorowa.

W produkcji niskoodpadowej, a tym bardziej w bezodpadowej najważniejsze jest nie przetwarzanie odpadów, ale organizacja procesów technologicznych przetwarzania surowców w taki sposób, aby w samej produkcji nie powstawały odpady. Odpady produkcyjne to przecież część, z tego czy innego powodu, niewykorzystanych surowców: półproduktów, wadliwych produktów itp., które nie są przez określony czas utylizowane i trafiają do środowiska. Jednak w większości przypadków odpady są surowcem dla innych branż i branż. Podstawy technologii przetwórstwa tworzyw sztucznych.

Główne wymagania dotyczące rozwoju BOP można sformułować w następujący sposób:

bezwarunkowe przestrzeganie norm zawartości substancji w zbiornikach powietrznych i wodnych;

skuteczne wdrożenie proces technologiczny;

zastosowanie najbardziej ekonomicznych (biorąc pod uwagę przestrzeganie dwóch pierwszych wymagań) schematów technologicznych do oczyszczania gazów i cieczy.

Połączenie powyższych trzech wymagań stawia problem wyboru optymalnych rozwiązań w nowy sposób. Tak więc z czysto technologicznego punktu widzenia likwidacja przedsiębiorstwa działającego w oparciu o starą technologię, co nieuchronnie wiąże się ze znaczną emisją, może okazać się przedwczesna. Jednak przy zintegrowanym podejściu do rozwiązania tego problemu zasadne może być jak najszybsze zbudowanie nowego warsztatu i likwidacja istniejącego. Brak rygorystycznej oceny ekonomicznej szkód wyrządzonych środowisku przez szkodliwe emisje nadal komplikuje poszukiwanie optymalnej ścieżki. Najbardziej racjonalnym podejściem do rozwiązania problemu jest przede wszystkim usprawnienie głównego procesu technologicznego, który polega na zmniejszeniu objętości krążących materiałów i wyeliminowaniu ewentualnych emisji gazów i cieczy.

Wniosek

Obecne pokolenie ludzi przekonało się wreszcie, że otaczające nas środowisko – ziemia, woda i powietrze – nie ma nieskończonej odporności na eksploatację chemiczną. I chociaż nieostrożne i nieostrożne obchodzenie się z naturą jest nadal widoczne dzisiaj, ludzie już zaczęli rozumieć i ponownie oceniać katastrofalne konsekwencje tego.

Znaczenie rozwiązywania problemów środowiskowych doprowadziło do zaostrzenia wymagań dla polimerów i technologii ich produkcji: produkcja polimerów musi być przyjazna dla środowiska lub przynajmniej mieć minimalny wpływ na środowisko; polimery muszą być technologicznie podatne na recykling po zakończeniu ich eksploatacji lub biodegradowalne.

Powszechne wprowadzanie materiałów polimerowych w różnych dziedzinach działalności człowieka stawia przed specjalistami ds. polimerów szereg ważnych problemów, w tym problem ochrony środowiska. Aby kompetentnie rozwiązać te problemy, konieczne jest poznanie metod recyklingu i neutralizacji materiałów polimerowych. Przy wprowadzaniu do gospodarki narodowej wyrobów z tworzyw sztucznych do celów spożywczych i medycznych konieczne jest obowiązkowe kwalifikowane badanie składu uwalnianych substancji toksycznych oraz ich ilościowa ocena metodami wysoce czułymi i selektywnymi. Szczególne znaczenie z punktu widzenia ograniczania ilości odpadów, ich racjonalnego wykorzystania, tworzenia technologii bezodpadowych mają procesy przetwarzania wtórnych materiałów polimerowych ze względu na niedobór polimerów pierwotnych. Recyklingowane materiały polimerowe zajmują to samo miejsce w procesach recyklingu, co obecnie zajmują surowce wtórne w metalurgii.

Lista wykorzystanych źródeł

1.Rosyjski rynek przetwarzania odpadów polimerowych. Przegląd analityczny. Moskwa, 2010.

.Technologia tworzyw sztucznych. Wyd. W.W. Korszak. Moskwa: Chemia, 1985, 560.

3.Problemy ekologii produkcji i zastosowania materiałów polimerowych. Lirova B.I., Suvorova A.I., Uralski Uniwersytet stanowy, 2007, 24 s.

.A. B. Zezin, Polimery i środowisko. Dziennik edukacyjny Sorova, 1996, nr 2

5.Bystrov G.A. Sprzęt i utylizacja odpadów w przemyśle tworzyw sztucznych. Moskwa: Chemia, 1982

.Sheftel V.O. materiały polimerowe. właściwości toksyczne. L., Chemia 1982, 240s.

.#"uzasadnij">. Podstawy technologii przetwórstwa tworzyw sztucznych. Wyd. V.N.

Kulezneva M.: Wyższa Szkoła, 1995, 527 s., 2004, 600 s.

.Ogólny Technologia chemiczna polimery: podręcznik / V. M. Sutyagin, A. A. Lyapkov - Tomsk: Wydawnictwo Uniwersytetu Politechnicznego w Tomsku, 2007. - 195 s.

10.Lyapkov A.A., Ionova E.I. Technologia ochrony środowiska. Instruktaż. - Tomsk: wyd. TPU, 2008. - 317 s.

Prace podobne do - Problemy środowiskowe produkcji polimerów

Usov Boris Aleksandrovich, kandydat nauk technicznych, profesor nadzwyczajny Katedry Przemysłu

i Inżynierii Lądowej” Moskiewski Państwowy Uniwersytet Inżynieryjny (MAMI), boris_40@list.ru

Okolnikova Galina Erikovna, prof. dr hab.,

Akimow Siergiej Juriewicz Wykładowca na Wydziale Inżynierii Przemysłowej i Lądowej Uniwersytetu Moskiewskiego

Uniwersytet Inżynierski (MAMI)

EKOLOGIA I PRODUKCJA MATERIAŁÓW BUDOWLANYCH

Ekologia jako nauka o związkach człowieka ze środowiskiem naturalnym powstała pod koniec XIX wieku i od tego czasu z każdą dekadą nabiera coraz większego znaczenia.

Słowa kluczowe: ekologia, materiały budowlane, przemysł

Ekologia jako nauka o związkach człowieka ze środowiskiem naturalnym powstała pod koniec XIX wieku i od tego czasu z każdą dekadą nabiera coraz większego znaczenia.

Słowa kluczowe: ekologia, materiały budowlane, przemysł.

Problemy środowiskowe związane z odpadami przemysłowymi

Stan środowiska i problemy ekologiczne są bezpośrednio związane z wielkością produkcji przemysłowej, która w XX wieku wzrosła ponad 50-krotnie, a 4/5 tego wzrostu nastąpiła od 1950 roku.

Prawie każda produkcja opiera się na wydobyciu naturalnych surowców z wnętrzności ziemi i ich przetworzeniu na wymagany produkt, czemu towarzyszy powstawanie odpadów wytworzonych przez człowieka i zanieczyszczenie zasobów naturalnych.

środowiska. Ilość wytwarzanych przez człowieka odpadów jest bezpośrednio związana z wielkością produkcji głównego rodzaju produktu i perfekcją technologii jego wytwarzania.

Odpady technologiczne zanieczyszczają powietrze atmosferyczne, zajmują i zanieczyszczają ziemię, wody gruntowe. Wszystkie odpady, w zależności od ich toksyczności, dzielą się na cztery klasy: I - substancja wyjątkowo niebezpieczna; II - substancja wysoce niebezpieczna; III - umiarkowanie niebezpieczna substancja; IV - substancja o niskim stopniu zagrożenia. Odpady klasy zagrożenia I są kierowane

są składowane na „cmentarniach” na czas nieokreślony, mniej niebezpieczne - w szlamach - zbiornikach magazynowych, odpadów poflotacyjnych, wysypiskach itp., pod którymi zajętych jest ponad 100 tys. ha gruntów. Całkowity odpadów nagromadzonych na tych wysypiskach nie można uwzględnić.

Emisja szkodliwych substancji do atmosfery przez przedsiębiorstwa przemysłu materiałów budowlanych odbywa się w postaci pyłów i zawieszonych cząstek (ponad 50% całkowitej emisji), a także tlenku węgla, dwutlenku siarki, tlenków azotu i innych Substancje.

Spośród emisji z przedsiębiorstw materiałów budowlanych ponad 40% przypada na przemysł cementowy, 18-20% - na produkcję pokryć dachowych i materiałów izolacyjnych, 10% - na produkcję azbestocementu, 15% - na wyroby niemetalowe materiałów budowlanych, poniżej 10% - przy produkcji betonu i konstrukcje żelbetowe i produkty.

Udział emisji zanieczyszczeń do atmosfery z przemysłu materiałów budowlanych w Rosji wynosi 3,2% całkowitej ilości emisji zanieczyszczeń. Główny wolumen przypada na kompleks paliwowo-energetyczny (48,4% emisji do atmosfery, 26,7% zrzutów zanieczyszczających ścieków i ponad 30% odpadów stałych). Dla hutnictwa metali nieżelaznych - 21,6%, składający się z

odpady stałe (wysypisko żużel hutniczy, odpady przeróbki rudy, nadkład); hutnictwo żelaza (15,2% w postaci 90 mln ton, w tym - 50 mln ton żużli wielkopiecowych, 22 mln ton hutnictwa stali, 4 mln ton żelazostopów) część produkcja chemiczna- w postaci szlamu, zużytego kwasu solnego i siarkowego, płynów diterowych i szlamu z produkcji chlorku amonu, sody kalcynowanej, fosfogipsu, fluorogipsu itp. - czyli głównie odpady klasy czwartej, co pozwala na ich umieszczenie w produkcji materiałów budowlanych.

I ogólnie rzecz biorąc, z powyższych odpadów - prowadzi do konieczności tworzenia „wtórnych”, ale już wytworzonych przez człowieka osadów.

Produkcja cementu jest głównym źródłem powstawania tlenku węgla: na 1 tonę cementu - 1 tonę CO2, na 1 tonę klinkieru - od 1,5 do 9,5 kg tlenków azotu, cząstki stałe ze spalinami - od 0,3 do 1,0 kg/T . Chociaż znaczna część pyłu cementowego jest wychwytywana przez filtry i odsyłana z powrotem do pieca.

Badania wykazały, że wiele odpadów wytworzonych przez człowieka jest podobnych pod względem składu chemicznego i mineralogicznego do naturalnych surowców mineralnych i można je częściowo lub całkowicie wykorzystać do produkcji cementów, bez klinkieru.

spoiwa, kruszywa, które oszczędzą zasoby naturalne. Jednak w wielu gałęziach przemysłu tylko niewielka część zużytych zasobów naturalnych jest przetwarzana na wymagany produkt końcowy, a główna ilość trafia do odpadów przemysłowych.

W celu ich usunięcia średnio 8-10% kosztów wytwarzanych produktów przeznacza się na składowanie odpadów stałych.Tylko moskiewskie przedsiębiorstwa w regionie są zobowiązane do przydziału do 20 hektarów ziemi rocznie. A poza tym ich transport i magazynowanie pochłania miliardy rubli.

Dlatego wykorzystanie takich odpadów staje się priorytetowym globalnym problemem ochrony zasobów naturalnych surowców.

Jednocześnie problem obecności odpadów można również uznać za ogromne dodatkowe bogactwo, jeśli zostanie właściwie wykorzystany.

Za tym priorytetem przemawia fakt, że - najbardziej pojemnym odbiorcą odpadów przemysłowych z różnych gałęzi przemysłu są duże wolumeny produkcji materiałów budowlanych, gdyż wiele odpadów jest zbliżonych składem i właściwościami do naturalnych surowców do ich produkcji. Udział surowców z nich sięga ponad 50%.

Ustalono, że odpady przemysłowe mogą pokryć do 40% potrzeb budowlanych na surowy materiał. Ponadto odpady przemysłowe w niektórych przypadkach mogą obniżyć koszty produkcji materiałów budowlanych o 10-30% w porównaniu z produkcją z surowców naturalnych. Z odpadów przemysłowych można tworzyć nowe materiały budowlane o wysokich wskaźnikach technicznych i ekonomicznych.

Jednak wzrostowi masy przetwarzanych materiałów towarzyszy znaczny wzrost ilości odpadów, które negatywnie wpływają na biosferę.

Dlatego decydujące staje się kryterium środowiskowe w doborze najbardziej zaawansowanych technologii.

Jednocześnie ważne jest poszukiwanie nie tylko efektywnej ekonomicznie i ekologicznie produkcji, ale przede wszystkim ich optymalnego połączenia.

Rozwiązywanie problemów środowiskowych w produkcji materiałów budowlanych odbywa się w następujących obszarach:

pierwszym z nich jest identyfikacja ilości i zbadanie charakteru odpadów produkcyjnych zanieczyszczających środowisko oraz ich składowanie wraz z ustaleniem sposobów ich eliminacji poprzez działania mające na celu ich dalsze przetworzenie.

drugi to wychwytywanie i unieszkodliwianie szkodliwych dla środowiska odpadów stałych z wprowadzeniem rozwiązań technologicznych do kompleksowego przetwarzania takich surowców lub wykorzystania jako produktów wtórnych innych gałęzi przemysłu.

trzeci to tworzenie ekologicznie „czystych” technologii bezodpadowych z całkowitym wykluczeniem zanieczyszczenia środowiska.

Środki w pierwszym kierunku są w zasadzie określone. Odpady są przygotowywane do recyklingu lub składowane.

Prace związane z ochroną środowiska w drugim kierunku mają szerokie zastosowanie: zmniejszanie energochłonności produkcji poprzez wyposażanie głównych jednostek technologicznych w jednostki odzysku ciepła oraz ekstensywne przygotowanie różnych odpadów (szlam, żużel, popiół itp.) do ponownego wykorzystania. Oznacza to, że w odniesieniu do odpadów przemysłowych w produkcji materiałów urzeczywistnia się już nowy etap ochrony środowiska – idea kompleksowego przetwarzania surowców. Na przykład przy tworzeniu dużych kompleksów metalurgicznych lub energetycznych planowane jest również przygotowanie odpadów do wykorzystania w produkcji materiałów budowlanych. Więc nie było też szeroko

Natomiast granulowane żużle hutnicze są wykorzystywane do produkcji cementu portlandzkiego, pumeksu żużlowego, wełny żużlowej itp. Istnieje doświadczenie w wykorzystaniu do tych celów żużli wysypiskowych, odpadów flotacyjnych itp.

Określono pozytywne doświadczenia z wykorzystaniem żużli jako wypełniacza do betonu oraz odpadów betonowych jako niskogatunkowego spoiwa lub w postaci kruszywa łamanego do produkcji betonu o gatunkach do 200 kg/cm2. Ale kompleksowe wykorzystanie surowców w produkcji materiałów budowlanych, a zwłaszcza w produkcji najpowszechniejszego i najbardziej wszechstronnego materiału - zwykłego betonu, wciąż nie wystarcza.

Tak więc technologów budownictwa z masowych nieorganicznych odpadów przemysłowych przyciągają przede wszystkim żużle hutnicze, odpady paliwowe (popiół, żużel), a także odpadowe skały węglonośne – odpady z wydobycia węgla. Obecnie z powodzeniem wykorzystuje się różne odpady sproszkowanej mikrokrzemionki w postaci żelazokrzemu i innych związków, nawet z metalurgii metali nieżelaznych. Przy produkcji 1 tony surówki powstaje około 0,7 tony wytopów wielkopiecowych (żużlowych).

Jednak niestety w produkcji materiałów budowlanych

wykorzystuje się tylko około połowy odpadów żużlowych; reszta jest wysyłana na wysypisko. Część żużla odpadowego wykorzystywana jest jako tłuczeń kamienny do budowy dróg. Jednak ze względu na powolne chłodzenie odpadów bezpośrednich – żużel topi się na hałdach, które również zawierają zanieczyszczenia roztopionego żelaza i przez to nabierają dużej wytrzymałości, produkcja tłucznia wiąże się z bardzo wysokimi kosztami (prace wybuchowe i bardzo drogie kruszenie).

Z drugiej strony możliwe jest odlewanie różnych produktów z wytopów żużla: skrystalizowanych kostek brukowych, płyt do układania ulic i chodników, krawężników itp. Produkują również kruszywa porowate (pumeks żużlowy), a poprzez kontrolowaną krystalizację cenne surowce - żużel -ceramika. Na przykład sitall to materiały szklano-krystaliczne lub kamienie syntetyczne, które różnią się od naturalnych drobnoziarnistą jednolitą mikrostrukturą, co przyczynia się do tworzenia materiałów o dużej trwałości i wytrzymałości. To znaczy, dostosowując składy samych stopów, można uzyskać materiały syntetyczne o określonym zestawie właściwości fizycznych i chemicznych. Ponieważ technologia wytopu żużla jest podobna do technologii produkcji wyrobów szklanych, to dla nich

urządzenia produkcyjne odpowiednie dla przemysłu szklarskiego. Ponadto płyty do wykańczania ścian i podłóg, panele do dachów zespolonych, uchylne i samonośne panele ścian zewnętrznych, urządzenia sanitarne, rury do zgazowania, ogrzewania, do przemysł chemiczny i rolnictwo; filary, ogrodzenia, trwałe rzeźby.

Rozszerzony żużel-sitall - spieniony żużel-sitall jest dobrym i tanim materiałem termoizolacyjnym. Łącząc pumeks żużlowy (termozyt) z wytopami, odlewane są duże bloki i produkty (kamień żużlowy).

Bardzo obiecujące jest wykorzystanie stopionych żużli do produkcji różnych wyrobów profilowanych zamiast wyrobów ze specjalnie przetopionych bazaltów.

Z niepełnej listy materiałów żużlowych wynika, że ​​żużle hutnicze są rzeczywiście szczególnie cennym rodzajem surowca.

Inne odpady: popioły i żużle paliwowe (kotłowe) powstają ze spalania setek milionów ton węgla, łupków bitumicznych i torfu, nasycając atmosferę produktami kwaśnymi. Tylko ze spalenia 1 tony węgla uzyskuje się od 100 do 250 kg odpadów paliwowych. Chociaż wiele branż przechodzi na gazy naturalne, a także na

gaz otrzymywany przez zgazowanie różnych węgli. Ale nawet po zgazowaniu z 1 tony węgla pozostaje od 0,2 do 0,4 m3 żużla i popiołu.

Wszystko to wymaga ogromnych obszarów do pochówku.

Jednocześnie odpady paliwowe (żużel i popiół) są dobrym surowcem do produkcji wielu materiałów budowlanych. Na przykład niektóre popioły ze spalania łupków bitumicznych są spoiwami, inne popioły i żużle służą do produkcji betonu lekkiego (beton żużlowy, beton jesionowy, zwłaszcza lekki beton „komórkowy” – gazobeton i pianobeton).

Odpady „pustych” skał wydobytych z kopalnie węgla i składające się z łupków węglowo-ilastych o zawartości 10-15% zanieczyszczeń węglowych i siarkowych powstających z samozapłonu (przy wzroście temperatury do 800-1000 ° C) - "skały spalone" - hałdy. Hałdy urobku dymią przez długi czas, przekształcając się ze skał płonnych w rodzaj żużla, które są wykorzystywane jak odpady opałowe. Ale najczęściej są to wypalone i spęcznione gliny, z których przez kruszenie można uzyskać agloporyt.

Innym rodzajem są odpady organiczne, aw szczególności odpady drzewne. W naszym kraju corocznie ścina-

około 1/3 rocznego przyrostu drewna to około kilkuset milionów metrów sześciennych. Jednocześnie na każde 5 m3 ściętego drewna wyprowadza się z lasu około 4 m3 kłody, a po ich przetarciu uzyskuje się mniej niż 3 m3 tarcicy, reszta to odpady (długowieczność, krótkie, płyty, listwy , wióry, trociny). Wydajność tarcicy, biorąc pod uwagę skurcz, wynosi średnio 55-60% objętości kłody. Całkowita ilość odpadów drzewnych rocznie wynosi ponad 150 mln m3. Spośród nich w postaci płyt i listew - do 25% i trocin - 10%. Druga część jest wykorzystywana jako paliwo, reszta nie jest wykorzystywana.

Jeśli odpady te są przetwarzane na wióry lub włókna celulozowe i mieszane z żywicami syntetycznymi, można uzyskać płyty wiórowe lub płyty pilśniowe oraz cenny dodatek do betonu w postaci włókien.

Odpady rolne - ogień (ciągnik) z roślin łykowych (len, konopie itp.), słomy itp. można wykorzystać do uzyskania płyt termoizolacyjnych i dźwiękoszczelnych do prace wykończeniowe(podłogi, ściany).

1. Wykorzystanie odpadów w produkcji żelbetu

Dziś ogromnym przemysłem materiałów budowlanych jest żelbet, dla którego nie ma już wystarczająco dużo naturalnych składników - piasku kwarcowego i kruszonego granitu.

Nadchodzący XXI wiek powinien być wiekiem betonu opartego na odpadach wytworzonych przez człowieka, co pozwoli nie tylko na unieszkodliwianie odpadów wytworzonych przez człowieka, rozwiązywanie problemów środowiskowych, energetycznych i środowiskowych, ale także wzniesie technologię betonu na nowy poziom ekologiczny i ekonomiczny rozwoju.

Wkład konkretnej nauki w rozwiązywanie problemów środowiskowych jest rozważany w następujących obszarach:

Zmniejszenie emisji substancji związanych z produkcją cementu portlandzkiego oraz kosztów energii;

Zmniejszenie zużycia cementu klinkierowego na 1 m3 betonu bez pogorszenia jego jakości;

Zastąpienie części klinkierowej cementu, a także kruszyw naturalnych, odpadami przemysłowymi z innych gałęzi przemysłu, w tym zawierającymi pierwiastki toksyczne, ze względu na ich przekształcenie w substancje nierozpuszczalne i konserwację.

Odpady są dziś podstawą nowego kierunku przemysłu - chemizacji betonu z osiągnięciem

mu nowe wskaźniki techniczne. Tak więc mieszanki popiołowo-żużlowe i popiołowo-żużlowe, stosowane w betonie tylko w celu zastąpienia części cementu, poprawiają urabialność mieszanek, zapewniają wymaganą wytrzymałość i mrozoodporność betonu do F=100-300, zmniejszają skurcz i wodoprzepuszczalność . Popiół zwiększa odporność korozyjną betonu zbrojonego oraz odporność siarczanową betonu zwykłego, nie wpływając na jego odkształcenie pełzania, skurcz i moduł sprężystości.

Przygotowaną mieszankę popiołowo-żużlową (2) i żużel stosuje się zamiast ciężkich kruszyw pochodzenia naturalnego (piasek, żwir i tłuczeń), lekkich (porowatych) kruszyw sztucznych (keramzyt, agloporyt itp.), pochodzenia naturalnego ( pumeks, tuf itp.) lub w połączeniu z nimi.

Żużel gęsty - oddzielne usuwanie z późniejszym ochłodzeniem wytopu wodą ma zastosowanie do wzbogacania drobnych piasków naturalnych lub jako tłuczeń drobnej frakcji - do betonu ciężkiego.

Żużel porowaty - stałe usuwanie może służyć jako duże kruszywo w lekkim betonie.

Obecnie klasyfikacja i wskaźniki właściwości odpadów zawarte są w: przepisy prawne. Tak więc, zgodnie z GOST 25818, w zależności od rodzaju spalonego paliwa, popiół lotny (wybór suchego popiołu) jest podzielony

jut na antracycie (A), węglu (CU) i węglu brunatnym powstałym w wyniku spalania brązowy węgiel(B).

Popiół lotny (FL) z elektrociepłowni wykorzystywany jest również jako składnik do produkcji ciężkich, lekkich betonów komórkowych i zapraw oraz jako drobno zmielony dodatek do betonów żaroodpornych. A w zależności od dziedziny zastosowania dzielą się na 4 typy: I - dla konstrukcji żelbetowych wykonanych z betonu ciężkiego i lekkiego; II - dla konstrukcji betonowych i wyrobów wykonanych z betonu ciężkiego i lekkiego, zaprawy; III - dla wyrobów i konstrukcji wykonanych z betonu komórkowego; IV - do wyrobów i konstrukcji betonowych i żelbetowych eksploatowanych w szczególnie trudnych warunkach (konstrukcje hydrauliczne, drogi, lotniska itp.).

Ze względu na skład chemiczny popiołu lotnego dzieli się je na 2 rodzaje: kwaśne (K), zawierające tlenek wapnia (CaO) do 10% mas. oraz zasadowe (O), zawierające CaO powyżej 10% mas., w tym m.in. pamięć paliwa B wolnego CaOsv - nie więcej niż 5% dla popiołu typu I i II i nie więcej niż 3% - dla typu IV. Dla typu III CaOsv nie jest znormalizowany.

Oznaczenia klas popiołu uwzględniają powyższe skróty.

Przykład: ZU KUK-1 GOST 25818 - węgiel (KU), kwaśny (K),

popiół lotny (FL) do produkcji konstrukcji żelbetowych musi spełniać następujące wymagania:

I II I - 6% i IV - 3%;

typy II i IV - nie więcej niż 1,5% i III - 3,5%; - PPP do przechowywania kwaśnego z KU: I typ - nie więcej niż 10%, II - 15%, III - 7% i IV - 5%; od A: typ I - nie więcej niż 20%, II - 25%, III i IV - 10%; od B: typ I - nie więcej niż 3%, II - 5%, III - 5% i IV - 2%; dla pamięci głównych z B: I,

Typy III i IV - nie więcej niż 3% i II - 5%. Powierzchnia właściwa popiołu, m2/kg,

powinna wynosić nie więcej niż 250 dla kwaśnego typu I i III, dla kwasu typu II - 150, a dla kwaśnego

typ IV - 300; dla pamięci głównej typu I - 250, pamięci głównej typu II - 200, pamięci głównej typu III - 150 i pamięci głównej typu IV - 300. Pozostałość na sicie nr ponad 20 %, typ ZU K II - nie więcej niż 30% i typ ZU K IV - nie więcej niż 15%; dla pamięci o typach I i II - nie więcej niż 20%,

I I I typ - nie więcej niż 30% i typ IV - nie więcej niż 15%.

Niestety w Rosji z (50 mln ton) całkowitej ilości wytworzonych odpadów popiołowo-żużlowych tylko nie więcej niż 11% przypada na udział popiołów lotnych.

Jednak w praktyce światowej popiół z elektrociepłowni jest efektywnym składnikiem betonu w zwiększonych ilościach (50-200 kg/m3) (a dla betonu o wysokiej wytrzymałości - mikrokrzemionka lub jej połączenie z popiołem) jest wprowadzany do zdecydowana większość betonu i jest uważany za składnik obowiązkowy.

Popiół wprowadzany w dużych ilościach wymaga redukcji o tę samą ilość niektórych składników betonu. Możliwe jest wprowadzenie popiołu do mieszanki betonowej zamiast cementu lub zamiast piasku. Metody te są ze sobą powiązane (tabela 1).

Tabela 1

Nr składu Zużycie materiałów, kg/m3 szsz, MPa

woda cement piasek gruz popiół

1 190 330 650 1200 - 25

2 200 230 590 1200 100 18,7

3 190 230 730 1200 - 13,6

4 200 229 531 1200 100 25

Beton o zużyciu popiołu 100 kg/m3 betonu (kompozycja 2) można uzyskać wprowadzając go objętościowo zarówno zamiast cementu do kompozycji 1 przy zużyciu cementu 330 kg/m3, jak i zamiast piasku do kompozycji 3 o zużycie cementu 230 kg/m3.

Zmiany objętości spowodowane wzrostem zapotrzebowania na wodę mieszanki z popiołem i mniejszą gęstością popiołu (p3 = 2,1 g/cm3) są kompensowane wzrostem zużycia piasku. W takim przypadku wprowadzenie popiołu zamiast cementu może prowadzić do zmniejszenia wytrzymałości. Skuteczniejsze jest wprowadzenie popiołu zamiast piasku: jeśli popiół jest skuteczny, siła wzrasta (w składzie 4 - o 14%). W praktyce z reguły wymagane jest utrzymywanie siły na stałym poziomie. Dlaczego części popiołu zastępują cement i piasek.

Proporcje wymiany zależą od sprawności popiołu, którego jakość określa współczynnik sprawności (Ke). Jego znaczenie fizyczne to stosunek mas redukowanego cementu do wprowadzonego popiołu, przy zachowaniu stałej wytrzymałości betonu. Stosując Ke, cel kompozycji betonu z popiołem staje się jasny. Tak więc Ke = 0,5 oznacza, że ​​przy wprowadzaniu do betonu np. 100 kg popiołu w celu zachowania wytrzymałości można zmniejszyć zużycie cementu o 50 kg i kolejne 50 kg - zużycie piasku (przy wymianie na wagę) . Jeżeli do składu 1 (tab. 2) wprowadzimy popiół w celu uzyskania betonu o jednakowej wytrzymałości, to przyjmując Ke = 0,31, otrzymamy skład 4 (zastąpienie objętościowe).

Tabela 2. Współczynnik skuteczności niektórych zła

Zużycie cementu, kg/m3 Rodzaj popiołu/warunki utwardzania

Angarska TPP(2) Bushtyrska TPP(3) Uglegorska TPP(4)

na parze normalna redukcja na parze na parze

240 0,39 0,46 0,5 0,39

300 0,31 0,36 0,4 0,42

350 0,2 0,79 0,33 0,45

400 0.2 0,25 0,5

Czasami bardziej użyteczna jest interpretacja Ke „siła”: stosunek wzrostu wytrzymałości przy wprowadzeniu dowolnej ilości popiołu i tej samej ilości cementu. W tym przypadku Ke jest definiowane prościej. Ponieważ znany jest efekt wytrzymałościowy zwiększenia zużycia cementu w każdej produkcji, pozostaje ustalenie efektu wytrzymałościowego wprowadzenia popiołu (zamiast piasku). Jako przykład możesz użyć danych w tabeli. 1. Efekt wytrzymałościowy od 100 kg cementu wynosi 11,4 MPa, a od 100 kg popiołu -

5,1 MPa, skąd: Ke = - = 0,45.

Przy stosowaniu Ke pojawiają się również trudności związane z zależnością jego wartości od zużycia cementu, ilości popiołu, trybu utwardzania (powyższe wartości Ke obowiązują dla określonego zużycia cementu).

Większość rosyjskich zła ma zwiększone zapotrzebowanie na wodę,

Dlatego Ke maleje wraz ze wzrostem zużycia cementu, a przy małym zapotrzebowaniu na wodę popiołów uplastyczniających mieszankę betonową może również wzrosnąć. Ogólnie dane dotyczące zależności Ke od zużycia cementu są nieco sprzeczne, dlatego lepiej jest określić to eksperymentalnie.

Wraz ze wzrostem zużycia popiołu jego wydajność spada, a ustalenie rozważanej zależności staje się pracochłonne. Wtedy można ograniczyć się do jednego zużycia popiołu (np. 100-150 kg/m3), a za pewien czynnik bezpieczeństwa uznać większe Ke przy mniejszym zużyciu popiołu. Takie kompozycje można dalej dostosowywać zgodnie z wynikami. kontrola produkcji wytrzymałość betonu.

Głównym rodzajem popiołu wprowadzanego do betonu jest popiół TPP o niskiej zawartości wapnia do suchej utylizacji. Jest to głównie szkło krzemianowe, a wchodząca w jego skład krzemionka amorficzna jest chemicznie aktywna w stosunku do Ca(OH)2 uwalnianego podczas hydratacji cementu (tzw. aktywność pucolanowa). Reakcja między nimi prowadzi do powstania silnie zdyspergowanych hydrokrzemianów

wapń (typ CaO8Yu^H2O) o wysokiej cierpkości zamiast Ca(OH)2 o niskiej wytrzymałości, a rozdrabnianie cząstek prowadzi do zmniejszenia wielkości porów i przepuszczalności. Wszystko to poprawia strukturę betonu. Niestety reakcja pucolanowa (z amorficzną krzemionką) zaczyna się późno (w wieku około 7 dni) i przebiega powoli; jego główny efekt podczas normalnego twardnienia betonu objawia się w wieku 3 miesięcy, a intensywne twardnienie betonu popiołem obserwuje się w późniejszym wieku - do roku lub więcej. W rezultacie efekt wytrzymałościowy wynikający z wprowadzenia oszczędności popiołu i cementu, określony wytrzymałością 28 dni, jest niższy niż w przypadku starszego betonu. Niemniej jednak ten efekt „starzenia” nie zostaje utracony, ale spowoduje zarówno dodatkowy margines bezpieczeństwa, jak i zmniejszoną przepuszczalność, a w konsekwencji zwiększoną trwałość takiego betonu (oczywiście w warunkach sprzyjających dalszemu nawodnieniu w późniejszym wieku).

Oprócz efektu pucolanowego, popiół ma również istotny wpływ fizyczny na beton, co potocznie nazywane jest „efektem mikronapełniacza”. W czystej postaci objawia się wzrostem wytrzymałości, gdy do betonu wprowadzane są obojętne proszki, np. zmielony piasek, pyliste odpady z kruszenia i

itp. Za jego podstawę można uznać wzrost stężenia rozproszonych cząstek w zaczynie cementowym, co powoduje zmniejszenie jego porowatości. Innym aspektem tego efektu są mieszanki betonowe o niskim zużyciu cementu, gdzie występuje wyraźny deficyt cząstek rozproszonych. Wprowadzenie popiołu osłabia go lub eliminuje, w efekcie poprawia się skład ziarnowy składnika cementowo-piaskowego, zmniejsza się rozwarstwienie mieszanki betonowej i wzrasta jednorodność betonu. Należy zauważyć, że „stabilizująca” rola popiołu wzrasta ze względu na trend stosowania w budownictwie monolitycznym mieszanek wysoce ruchliwych, o zwiększonej tendencji do rozwarstwiania.

Wraz ze wzrostem zużycia cementu zmniejsza się rozwarstwienie mieszanki betonowej, ale wzrasta wydzielanie ciepła przez utwardzający się beton, co może prowadzić do powstawania mikropęknięć już we wczesnych stadiach twardnienia. Zmniejszenie zużycia cementu wraz z wprowadzeniem popiołu zmniejsza wytwarzanie ciepła i prawdopodobieństwo mikropęknięć termicznych, co również poprawia strukturę betonu. W masywnym betonie znacznie wzrasta ryzyko mikropęknięć, a pozytywna rola popiołu przejawia się w całym zakresie zużycia cementu.

Do betonu można wprowadzić popioły z elektrociepłowni, które spełniają określone wymagania.

wymagań, przede wszystkim ich składu chemicznego. GOST 2581891 normalizuje: zawartość CaO, MgO, BO3, alkaliów, a także straty podczas prażenia. Spośród wskaźników określających skuteczność popiołu w betonie do wyrobów żelbetowych normalizowana jest tylko powierzchnia właściwa.

Za granicą dyspersja jest używana jako główna cecha popiołu do betonu. Powszechnie przyjmuje się, że to dyspersja decyduje o tak ważnych właściwościach popiołów, jak zapotrzebowanie na wodę, aktywność pucolanowa, efekt mikrowypełnienia, straty przy prażeniu. Szacuje się ją na podstawie pozostałości na sicie 45 mikronów, biorąc pod uwagę, że powierzchnia właściwa popiołów zawierających porowate cząstki nie jest dokładnie określona. Ale normy zagraniczne, na przykład normy europejskie EN-450 „Popiół do betonu”, wraz z skład chemiczny, normalizują nie tylko dyspersję, ale także wskaźnik aktywności, który charakteryzuje działanie wytrzymałościowe popiołu w mieszaninie z cementem. W wielu normach jest również znormalizowane zapotrzebowanie na wodę popiołu. Za pomocą ogólna zasada- popiół nie powinien zwiększać zapotrzebowania mieszanki betonowej na wodę.

Jednocześnie popioły o zwiększonym zapotrzebowaniu na wodę mogą pozostać dość skuteczne w betonie. Tak więc wprowadzenie 100 kg popiołu na 1 m3 betonu zamiast piasku zwiększyło wytrzymałość

o 14%, pomimo wzrostu zapotrzebowania na wodę mieszanki o 10 l/m3.

Oczywiście bardziej efektywne są popioły o zmniejszonym zapotrzebowaniu na wodę, zwłaszcza w betonach o zwiększonym zużyciu cementu.

Wprowadzenie popiołu poprawia cały szereg właściwości mieszanki betonowej i betonu. Należy zauważyć, że następuje to jednocześnie ze spadkiem zużycia cementu w betonie z popiołem zgodnie z Ke. Mieszanka betonowa z popiołem, przy tej samej ruchliwości, jest bardziej plastyczna, łatwiejsza do pompowania i wypełnia uformowaną przestrzeń, co jest szczególnie ważne w „trudnych” warunkach układania. Beton stwardniały z popiołem, mając obniżoną przepuszczalność, zwiększa trwałość, działanie ochronne w stosunku do zbrojenia, utrudniając dyfuzję jonów chloru do betonu, a także odporność na korozję. Szczególnie gwałtownie wzrasta odporność na siarczany. Efekty te są jednak osiągane dzięki długotrwałej obróbce wilgoci, która zapewnia reakcję pucolanową w wierzchniej warstwie betonu, która jest odpowiedzialna za wymienione właściwości.

Jednocześnie należy się liczyć z pewnymi negatywnymi konsekwencjami wprowadzenia popiołu do betonu. Przede wszystkim twardnienie betonu spowalnia na wczesnych etapach, zwłaszcza w niskich temperaturach. W niektórych przypadkach, zwłaszcza przy znacznych

zużycie popiołu, możliwe jest obniżenie mrozoodporności betonu, będącej złożoną funkcją zużycia popiołu, czasu dojrzewania betonu oraz wieku, w którym rozpoczyna się wystawienie na mróz. Na koniec należy wziąć pod uwagę, że oddziaływanie popiołu z Ca(OH)2 podczas reakcji pucolanowej prowadzi do zmniejszenia rezerwy alkalicznej w betonie, przy dużym zużyciu popiołu może wystąpić niebezpieczeństwo jego całkowitego związania i korozji zbrojenia. Dlatego ilość wprowadzanego popiołu jest ograniczona.

GOST 25818-91 zapewnia maksymalny dopuszczalny stosunek popiołu: cementu jako 1:1 wagowo.

Żużle TPP, których zapasy sięgają milionów ton, są doskonałym surowcem do produkcji betonu. Powstają z mineralnej części węgli spalanych w stanie sproszkowanym w paleniskach jednostek kotłowych.

W wielu rejonach kraju odczuwalny jest dotkliwy niedobór piasków naturalnych spełniających wymagania obowiązujących norm, dlatego budowniczowie są zmuszeni do stosowania bardzo drobnych piasków o Mcr = 1,...1,2. Prowadzi to nieuchronnie do nadmiernego zużycia cementu i obniżenia jakości konstrukcji żelbetowych. W ostatnim czasie drobne piaski naturalne zostały wzbogacone o produkty uboczne i odpady produkcyjne. Racjonalne wykorzystanie odpady się rozszerzają

baza surowcowa konstrukcji i zmniejsza jej koszt.

Zgodnie ze składem ziarnowym żużle są mechaniczną mieszanką piasku żużlowego (o wielkości ziarna 0,14-5 mm) i pokruszonego żużla (o wielkości ziarna powyżej 5 mm). Gęstość ziaren żużla powstających w piecach kotłów, agregatów z odżużlaniem płynnym, zawiera się głównie w przedziale 2,3-2,5 t/m3; podatność na kruszenie ziaren frakcji 5-10 mm według metody GOST 8269 wynosi 20-25%, a wytrzymałość próbek sześciennych o krawędzi 2 cm, wyciętych z kawałka żużla, osiąga 150-200 MPa. Oznacza to, że żużle TPP mają zastosowanie jako wypełniacze do betonu wysokiej jakości, do M700.

Ze względu na dużą wartość modułu granulometrycznego (Mcr) piasku żużlowego (3,05-3,96) celowe jest zastosowanie osobnego żużla paliwowego jako składnika poprawiającego granulometrię piasków drobnych.

Piasek żużlowy nie ma wad związanych z wieloma rodzajami odpadów przemysłowych - praktycznie nie zawiera ziaren łuszczących się i igieł, mułu, gliny i innych szkodliwych zanieczyszczeń. Pewna ilość frakcji pylistych, które mogą być zawarte w żużlach, nie pogarszając właściwości betonu, znacząco poprawia właściwości reologiczne mieszanki betonowej.

Praktyka wykazała, że ​​stabilną jednolitość i wytrzymałość betonu można uzyskać tylko przy optymalnym dozowaniu, uwzględniającym granulometrię pierwotnego piasku i dodanego żużla. Metoda obliczania składu betonu, zapewniająca uzyskanie optymalnej granulometrii kruszyw oraz zwiększenie gęstości i wytrzymałości betonu, uwzględnia, że ​​żużel paliwowy zawiera nie tylko frakcje piaskowe, ale także większe ziarna, które zastępują tłuczeń kamienny. Ponadto gęstość ziarna żużla jest mniejsza niż tradycyjnych kruszyw skał twardych, dlatego ilość kruszywa żużla powinna być mniej niż kwota masy piasku kwarcowego i kruszonego granitu.

Struktury kamienia cementowego z odpadami krzemionki z mikro- i nanocząsteczkami

Dziś szeroką uwagę technologów przyciągają bardzo niepożądane dla środowiska odpady z hutnictwa metali żelaznych i nieżelaznych w postaci krzemianowego „dymu”, który w swoim frakcyjnym składzie ma nawet nanocząsteczki. Ich zakopywanie wymaga, oprócz czynności technologicznych przygotowania i przechowywania, również pokrycia powierzchni humusem trawnikiem w celu zapobieżenia dalszemu pyleniu odpadów przy suchej lub upalnej pogodzie.

W przypadku mikro- i nanoformatowych wypełniaczy cementowych z kamienia, istotne są zjawiska i mechanizmy związane z tworzeniem struktury od ich wprowadzenia jako modyfikatora. Rola mikro- i nanocząstek w procesach modyfikacji struktury kamienia cementowego i betonu jest rozważana w kontekście wpływu wtrąceń ich innych skal ziarnowych.

W materiałoznawstwie technologicznym każda skala wymiarowa „wtrąceń” cząstek jest skorelowana z odpowiadającym jej poziomem skali struktury, reprezentowanej jako dwuskładnikowy podsystem „matryca – wtrącenia”. Odnosi się to konsekwentnie do grubych, drobnych kruszyw, mikrowypełniaczy, ultramikro- i nanocząstek. Każdy rodzaj inkluzji, „pracując” w obrębie swojego poziomu struktury skali, wpływa na strukturę całego materiału (jako kompozytu). Ostatnim, a to ważne, jest synergia uzyskanych efektów.

Oczywista jest potrzeba systematycznego bilansowania ilościowego zawartości wtrąceń o różnych skalach wielkości. Problem ten związany jest również z optymalizacją dozowania mikro- i nanocząstek modyfikujących.

Skalę wymiarową należy traktować jako początkową

parametr identyfikacyjny wtrąceń. Wiele cech identyfikacyjnych wtrąceń jest powiązanych z cechą wymiarowo-geometryczną i wizualnie wyrażalną - specyficzną powierzchnią właściwą, właściwą energią powierzchniową, liczbą cząstek i liczbą kontaktów cząstek na jednostkę objętości (patrz Tabela 3), efekty wielkości kwantowej i stany cząstek, determinujące przejawy mechanicznych, fizycznych i chemicznych oddziaływań na procesy tworzenia struktury oraz efekty przekształceń struktury materiałów.

Biorąc pod uwagę możliwe mechanizmy udziału mikro- i nanocząstek w procesach tworzenia struktury kamienia cementowego i betonu, konieczne jest rozważenie systemu, w jakim początkowo się one znajdują.

Są to układy polidyspersyjnych wielofazowych past cementowych z dodatkiem wstępnie zdyspergowanych cząstek w pakiety o określonej gęstości. Rozwijają procesy zwilżania, adsorpcji, chemisorpcji, peptyzacji, rozpuszczania, hydratacji, koloidacji, zarodkowania i tworzenia faz z krystalizacją i rekrystalizacją.

„Cykl życia” mikro- i nanocząstek determinowany jest charakterem i stopniem ich udziału w tych zjawiskach i procesach tworzenia struktur. Zależy to od wymiarowej charakterystyki geometrycznej i merytorycznej, dawki mikro- i nanocząstek. V przypadek ogólny Partycypacja strukturotwórcza i przekształcanie ich wpływu stają się wynikiem następujących powiązanych ze sobą mechanizmów.

Tabela 3

Szacunkowa charakterystyka jonów wprowadzanych do struktury betonu

Nazwa wtrąceń Wielkość Powierzchnia właściwa m2/kg Energia powierzchniowa właściwa J/kg Liczba cząstek na jednostkę objętości (w 1m3) Liczba kontaktów cząstek na jednostkę objętości (w 1m3)

Kruszywo grube 510_3-4^10-2 Do 0,5 Do 0,6 Do 1104 Do 9104

Kruszywo drobne 510_4-5^10"3 Do 24 Do 30 Do 5-106 Do 4107

Mikronapełniacz 510_6-2^10-4 Do 300 Do 400 Do 11012 Do 91012

Microsilica 110"7-210-7 Do 20 000 Do 18 000 Do 6-1018 Do 4-1019

Cząsteczki nanometryczne 210_9-4^10-8 Do 200 000 Do 250 000 Do 2-1022 Do 11023

Pierwszym i dobrze poznanym jest mechanizm, który determinuje wzrost gęstości upakowania układu dodatku cząstek zdyspergowanych, zmniejszenie jego porowatości całkowitej oraz zmianę struktury porowatości.

Na etapie rozwoju procesów zwilżania, adsorpcji i chemisorpcji obecne w układzie mikro- i nanocząsteczki są w stanie, poprzez zwiększenie objętości wody związanej z adsorpcją i chemisorpcją, zmniejszyć objętość wody kapilarnej i wolnej, powodujące zmianę technologicznych właściwości reologicznych zaczynu cementowego i mieszanki betonowej, w celu zwiększenia ich lepkości i wytrzymałości plastycznej.

Na etapie koloidacji, zarodkowania i tworzenia fazy mikro- i nanocząsteczki mogą pełnić rolę centrów krystalizacji oraz obniżać próg energetyczny tego procesu i przyspieszać go.

Równocześnie objawiającym się efektem oddziaływania cząstek jako centrów krystalizacji będzie „strefowanie” struktury utwardzającej. Mikroobjętości struktury utwardzającej będą dotyczyły energii, termodynamicznego oddziaływania poszczególnych mikro- i nanocząstek, czemu towarzyszyć będzie tworzenie się aglomeratów i krystalitów z nowych faz uwodnionych. Rozmiar,

objętość, liczba aglomeratów i krystalitów na jednostkę objętości będzie określona przez kwantowo-wymiarowy stan cząstek, ich zawartość ilościową (dawkę) na jednostkę objętości kamienia cementowego i betonu.

Zagospodarowanie przestrzenne - jako proces i w wyniku procesu przekształcania struktury kamienia cementowego, zapewnia pozytywne zjawiska dla właściwości betonu, ponieważ jest bezpośrednio związane z cechami jednorodności - niejednorodnością struktury, powierzchnią granice faz i odpowiednio do zmiany warunków pracy obciążonego materiału w zakresie koncentracji i lokalizacji , powstawania w nim naprężeń i odkształceń, warunków inicjacji i propagacji pęknięć.

Inny fundamentalnie ważny mechanizm modyfikacji struktury kamienia cementowego poprzez wprowadzenie mikro- i nanocząstek wiąże się z możliwością ich bezpośredniego udziału chemicznego w niejednorodnych procesach tworzenia faz związków uwodnionych. Możliwość tę określa zarówno znak substancjalny (skład chemiczny i mineralogiczny) cząstek, jak i zwiększone wartości ich powierzchni właściwej i energii powierzchniowej.

Tym samym charakteryzując mechanizmy transformującego wpływu mikro- i nanocząstek na

kształtowanie struktury i struktura kamienia cementowego i betonu, należy generalnie pamiętać o aspekcie przestrzennym i geometrycznym (parametry układu dodawania zdyspergowanych cząstek, ich gęstość upakowania, porowatość i struktura porowatości, podział na strefy powstawania nowej fazy), aspekt termodynamiczny i kinetyczny (energetyczne wspomaganie procesów hydratacji i utwardzania, ich przyspieszanie), aspekt krystaliczno-chemiczny (przejawy roli zarodka kryształu przez cząstki, czynnik strefowy struktury amorficzno-krystalicznej, udział cząstki substancja w chemiczno-minerologicznych procesach tworzenia faz), wreszcie aspekt technologiczny (wpływ na zapotrzebowanie na wodę, zmiana właściwości reologicznych mas formierskich).

Jednak możliwości i miarę realizacji tych mechanizmów przemian strukturalnych kamienia cementowego należy determinować rodzajem, charakterystyką i dawką mikro- i nanocząstek.

W tej serii jedną z najbardziej akceptowalnych opcji jest zastosowanie nanorozmiarowych cząstek krzemionki ze względu na ich dostępność, możliwość stosunkowo prostej i niedrogiej syntezy.

Z uogólnieniem rozważanych mechanizmów przekształceń struktury kamienia cementowego przez mikrorozdrobnienie

i nanocząsteczek krzemionki, istnieje zasadnicza różnica w skuteczności ich stosowania. Wynika to przede wszystkim ze znacznej różnicy w wielkości mikro- i nanocząsteczek krzemionki, podczas gdy mikro- i nanocząsteczki krzemionki są podobne w swojej zasadniczej naturze.

Stosowana dziś w praktyce mikrokrzemionka (MS) (rys. 1) jest produktem ubocznym produkcji krzemu i żelazostopów, składającym się w 80-98% z amorficznego dwutlenku krzemu; cząstki są kuliste o średniej średnicy 200 nm; powierzchnia właściwa mierzona metodą adsorpcji azotu wynosi 15 000 - 25 000 m2/kg; energia powierzchniowa właściwa może osiągnąć 18 kJ/kg, a liczba cząstek na jednostkę objętości - 1018 sztuk/m3.

Ryż. 1. Główne cechy pyłu krzemionkowego: a - kształt i wielkość ziaren (z mikrofotografii); b - krzywa rozkładu wielkości cząstek

Rozmiary nanocząstek krzemionki są o dwa rzędy wielkości mniejsze

wielkości cząstek mikrokrzemionki i mieszczą się w zakresie od 1 do 20 nm; powierzchnia właściwa nanometrycznych cząstek SiO2 może sięgać 200 000 m2/kg, a energia powierzchniowa do 250 kJ/kg. Stwarza to sytuację, w której większość wiązań atomowych nanocząstek wychodzi na powierzchnię, zapewniając w ten sposób niezwykle wysoką specyficzną energię powierzchniową związaną z masą cząstki. Wielkość wychwytywania mikrokrzemionki w Rosji wynosi 30-40 tysięcy ton. To najcenniejszy odpad superpucolanowy wykorzystywany do produkcji betonów superwytrzymałych.

Rentgenowskie badanie kinetyki procesu tworzenia struktury kamienia cementowego modyfikowanego nanocząstkami SiO2 ujawniło następujące prawidłowości: proces przebiega znacznie szybciej, gdyż znaczna ilość faz wodorokrzemianowych występuje już w czasie twardnienia 1 godziny; proces tworzenia fazy charakteryzuje się tym, że fazą dominującą w tym przypadku są bardziej niskozasadowe wodorokrzemiany wapnia. Wraz ze wzrostem czasu twardnienia wzrasta zawartość tej fazy, natomiast maleje liczba faz 3CaO SiO2, a zawartość 2CaO2SiO2H20 i

(CaO) x ^ 102-pH2O. A to właśnie dzięki wprowadzeniu nanocząsteczek SiO2 do układu cementowo-wodnego. Istotną różnicą pomiędzy zastosowaniem cząstek o rozmiarach nanometrowych jest to, że ich obecność w układzie obserwuje się tylko w początkowym okresie utwardzania (8-24 godz.); wtedy nie są naprawione. Wynika to z ich niezwykle wysokiej aktywności chemicznej oraz zdolności do uczestniczenia w reakcjach, prawdopodobnie także poprzez mechanizm topochemiczny.

Wysoka energia powierzchniowa cząstek mikrokrzemionki, a zwłaszcza nanocząstek SiO2, zmienia warunki termodynamiczne reakcje chemiczne i prowadzi do pojawienia się produktów utwardzania o zmodyfikowanym składzie mineralogicznym, morfologicznym i zdyspergowanym w porównaniu z układem utwardzającym bez dodatków.

2. Ocena środowiskowa odpadów z przedsiębiorstw przemysłowych (na przykładzie odpadów zawierających siarkę)

Istnieją solidne teoretyczne opracowania naukowe dotyczące unieszkodliwiania określonych odpadów (3), na przykład szlamów, popiołów i żużli z elektrociepłowni bezpośrednio do produkcji niektórych materiałów. W ten sposób opracowano i przetestowano technologie pozyskiwania odpadów z przedsiębiorstw hutniczych, rafineryjnych, petrochemicznych, chemicznych, energetycznych.

yatiya drogie cementy glinowe i ekspandujące, beton żaroodporny, wysoce skuteczne dodatki - do keramzytu, cegieł ceramicznych i innych materiałów.

Jednak pomimo różnorodności materiałów budowlanych od odpadów przemysłowych, recykling odpadów do całkowitej masy ich wytwarzania jest wciąż niski. I dlatego przedsiębiorstwa branży budowlanej, kompleksowo i stabilnie wykorzystujące surowce technogeniczne z cennymi komponentami, nie zyskały masowego charakteru.

Wyjaśnia to dość złożony krok po kroku zintegrowane podejście do problemu utylizacji odpadów, ale oczywiście obowiązkowej z punktu widzenia ochrony zdrowia ludzkiego i środowiska. Ponadto uzupełnia go ekonomicznie wykonalna ocena wykorzystania surowców technogenicznych, co ostatecznie determinuje - za wszelką cenę zwiększając współczynnik jego użytecznego wykorzystania w porównaniu z istniejącymi branżami - bezpośrednich konsumentów surowców naturalnych.

Z technologicznego punktu widzenia etapy ważności przekształcenia odpadów w surowce technologiczne do produkcji materiałów budowlanych i ich obsługi w warunkach eksploatacji konstrukcji budowlanych wyznaczają:

Ustalenie przydatności surowców technogenicznych dla potrzeb budownictwa;

Dobór technologii przetwarzania surowców do produkcji materiałów budowlanych.

Jednocześnie określenie przydatności zaklasyfikowania odpadów wytworzonych przez człowieka jako surowca „konsumpcyjnego” obejmuje również kilka etapów oceny według różnych kryteriów.

Etap I - Ocena toksyczności.

Toksyczność odpadów ocenia się porównując skład z MPC (maksymalne dopuszczalne stężenie) substancji i pierwiastków rakotwórczych (toksycznych). Są tu trzy opcje:

Odpady zawierają znaczną ilość substancji toksycznych przekraczającą MPC;

Odpady zawierają niewielkie ilości metali ciężkich;

W odpadach nie ma szkodliwych substancji.

W pierwszym przypadku odpady bez specjalnych środków czyszczących nie mogą być wykorzystywane do produkcji materiałów budowlanych i trafiają na składowiska.

Jeżeli w składzie odpadów znajdują się zanieczyszczenia metalami ciężkimi, można je zalecić do stosowania w technologiach prażenia, pod warunkiem, że w masie powstanie wytop wystarczający do konserwacji (enkapsulacji) metali ciężkich.

W przypadku braku pierwiastków toksycznych, rozpatrywany odpad rekomendowany jest do drugiego etapu oceny.

Etap II - Bezpieczeństwo radiacyjne.

Obecnie przyjęta praktyka budowlana, uwzględniająca bezpieczeństwo radiacyjne, przewiduje monitorowanie efektywnej aktywności właściwej (Aef) naturalnych radionuklidów (KSOW)<К, <Ка, <ТП. Техногенное сырье, имеющее удельную активность ЕРН Аэф<370 Бк/кг (в соответствии с НРБ-96 ГН 2.6.1.054-96) относится к I классу материалов. Это сырье возможно применять для материалов, использующихся во вновь строящихся жилых и общественных зданиях.

Jeżeli specyficzna działalność KSOW Aeff<740 Бк/кг, то такой отход можно отнести ко II классу материалов, и он должен использоваться только в дорожном строительстве в пределах территории населенных пунктов и зон перспективной застройки, а также при возведении производственных сооружений.

Jeżeli specyficzna działalność KSOW w zakresie surowców technogenicznych to Aeff<2,8 кБк/кг - III класс материалов. То отход следует применять для производства материалов, используемых только в дорожном строительстве вне населенных пунктов.

Przy Aeff>2,8 kBq/kg kwestia zużycia materiałów rozstrzygana jest każdorazowo odrębnie w porozumieniu z federalnym organem Państwowego Nadzoru Sanitarno-Epidemiologicznego.

Etap III - Ocena składu chemicznego i mineralogicznego

Skład chemiczny i mineralogiczny jest czynnikiem decydującym o wyborze kierunku wykorzystania odpadów. Dla obiektywnej oceny konieczne jest określenie:

Część organiczna i mineralna;

Rodzaj substancji organicznych (oleje, żywice, smoła, pozostałości roślinne itp.);

W części mineralnej oprócz zawartości tlenków zasadowych (SiO2, A12O3, Ge2O3, GeO, CaO, MgO itp.) konieczne jest również określenie składu pierwiastkowego (jakościowego) w celu identyfikacji obecności rzadkich metale ziem.

W zależności od proporcji części organicznej i mineralnej wszystkie odpady dzielą się na organiczne, organiczno-mineralne i mineralne. Komputerowa metoda oceny surowców mineralnych do produkcji materiałów budowlanych prof. V.I. Solomatova pozwala określić skład jakościowy diagramu Si02-A1203-(R1R2)0. Ocenę przeprowadza się na podstawie składu chemicznego surowców, ilości wytopu eutektycznego i stosunku między wytopami. Mając na uwadze – również częstą zmienność składu chemicznego surowców technogenicznych, wskazane jest rozszerzenie tej metody o określenie stopnia mineralizacji tych surowców.

Ryż. 2. Schemat SiO2-Al2O3(R1R2) O. Regiony składu chemicznego

surowce technogeniczne: 1 - krzemionka, 2 - tlenek glinu, 3 - glinokrzemian, 4 - alkaliczny, 5 - alkaliczno-krzemianowy, 6 - alkaliczno-glinowy, 7 - alkaliczno-glinokrzemianowy.

IV etap - Objętość kształcenia.

Wielkość wytwarzania (duży, małotonażowy) determinuje wykorzystanie odpadów w postaci głównego surowca lub dodatków.

Odpady przemysłowe, po stopniowej ocenie, uzyskują pewien status, który pozwala budowniczym na wykorzystanie ich w produkcji materiałów budowlanych.

Jednak przygotowując surowce technogeniczne do produkcji materiałów budowlanych, należy wziąć pod uwagę pracochłonność procesu.

ekstrakcja cennego składnika z odpadów lub jego oczyszczanie z toksycznych zanieczyszczeń.

Dlatego wszystkie koszty przetwarzania surowców technogenicznych w celu ich przekształcenia w surowce kondycjonowane są wstępnie brane pod uwagę.

Wszystko to decyduje o ekonomicznej efektywności wykorzystania odpadów do produkcji tanich materiałów budowlanych.

Wszystkie niezbędne informacje do dalszego wykorzystania surowców technogenicznych są opracowywane przez specjalistów służb specjalnych. Przyczynia się to do poważnego rozwiązania problemu akumulacji odpadów i poprawy sytuacji środowiskowej.

3. Wymagania ekologiczne i higieniczne w produkcji materiałów budowlanych

Do celów bezpieczeństwa środowiskowego i higienicznego w przedsiębiorstwach (1) muszą:

Należy opracować regulacyjny i techniczny zestaw dokumentów dotyczących bezpieczeństwa pracy podczas pracy z drobno rozproszonymi odpadami z różnych branż;

Zastosuj metodę technologiczną do produkcji materiałów, na przykład betonu, która maksymalnie wyklucza kontakt osób pracujących z drobnymi odpadami;

Utrzymuj wskaźnik parametrów urządzeń technologicznych

vaniya, zapewniająca wymagane stężenie szkodliwych substancji w powietrzu obszaru roboczego;

Zorganizowano ścisłą kontrolę zawartości substancji szkodliwych w powietrzu obszaru roboczego warsztatów przedsiębiorstwa;

Przedsiębiorstwo przewiduje procedurę wyposażania pracowników w środki ochrony indywidualnej przed kurzem, hałasem i wibracjami;

Przeprowadzane są regularne badania lekarskie i profilaktyczne pracowników mających kontakt z odpadami produkcyjnymi;

Kontrolowane przez państwowy dokument o zgodności przedsiębiorstwa do produkcji betonu różnego rodzaju na bazie odpadów wytworzonych przez człowieka ze wszystkimi wymaganiami sanitarnymi i higienicznymi;

Należycie zatwierdzony wykaz wymagań dotyczących obecności wszystkich substancji składających się na konkretne cechy toksykologiczne oraz ich zgodność z wymaganiami dotyczącymi zawartości KSOW;

Wyklucza się każdy przypadek możliwości oddziaływania eksploatacyjnego i klimatycznego, prowadzącego do uwolnienia substancji szkodliwych powyżej norm higienicznych i powodującego nadanie materiałów właściwościom alergizującym, rakotwórczym i innym niebezpiecznym.

Na przykład beton jest uważany za przyjazny dla środowiska, jeśli spełnia wymagania dotyczące zawartości naturalnych radionuklidów i uwalniania szkodliwych substancji do atmosfery w różnych warunkach eksploatacyjnych zgodnie z obowiązującymi MPC.

LITERATURA:

1. Gusiew B.V. i inne Wykorzystanie produkcji odlewniczej z odpadów stałych w budownictwie. Ekologia i przemysł Rosji, nr 2, 2005 s. 12-15.

2. Sztuczna inteligencja Zvezdov, LA Malinina, I.F. Ru-denko. Technologia betonu w pytaniach i odpowiedziach. M., 2005.

3. B. A. Usov, A. N. Wołguszew. Technologia modyfikowanych betonów siarkowych. M., Wydawnictwo MGOU, 2010.

Jeden z głównych problemów środowiskowych w produkcji konstrukcji Produkcja materiałów wiąże się z ogromnymi wolumenami produkcji, wydobycia i przetwarzania ponad 2 miliardów ton surowców naturalnych. Wiąże się to z powszechnym wywłaszczaniem, niepokojeniem i zanieczyszczeniem gruntów rolnych, ponieważ surowce do produkcji materiałów budowlanych są zwykle wydobywane jak najbliżej terenu budowy, aby obniżyć koszty transportu. A obszary intensywnej zabudowy to gęsto zaludnione obszary, które są dogodne do uprawy roślin. Jednym ze sposobów rozwiązania tego problemu jest rekultywacja naruszonych terenów, budowa stawów na terenie kamieniołomów i wykorzystanie ich do celów kulturalnych, hodowli ryb itp.

Ogólnym kierunkiem jest wykorzystanie odpadów z przemysłu wydobywczego i przetwórczego jako surowców dla przemysłu materiałów budowlanych. Według wstępnych szacunków w kraju powstaje rocznie ponad 3 miliardy ton hałd górniczych, w tym wszystkie główne składniki surowców wykorzystywanych do produkcji materiałów budowlanych. Wykorzystywane jest tylko 6-7%, a większość z nich wykorzystywana jest do planowania terenów, zasypywania dróg oraz w znacznie mniejszym stopniu do produkcji ceramiki budowlanej i innych materiałów budowlanych.

Do produkcji materiałów budowlanych szeroko stosowano jedynie żużle wielkopiecowe. Z 37 mln ton sprzedanego żużla wielkopiecowego (14 mln ton trafiło na wysypiska), 26 mln ton poddano granulacji, a większość wykorzystano do produkcji cementu żużlowego portlandzkiego, 6 mln ton przetworzono na pumeks żużlowy, bloki żużlowe, wełnę mineralną , tłuczeń i innych materiałów, a około 5 mln ton zostało przekazanych organizacjom budowlanym i innym do bezpośredniego (bez obróbki wstępnej) wykorzystania jako dodatek do betonu, do zasypek termoizolacyjnych, do układania podbudów drogowych, do produkcji spoiwa lokalnego, itp.

Według instytutów badawczych około 67% skał nadkładu nadaje się do produkcji materiałów budowlanych. Z tej ilości odpadów 30% nadaje się do produkcji tłucznia kamiennego, 24% do cementu, 16% do materiałów ceramicznych i 10% do materiałów krzemianowych.

Ogólnie rzecz biorąc, przemysł materiałów budowlanych, jak żaden inny, może i powinien organizować swoją bazę surowcową kosztem odpadów z przemysłu wydobywczego i przetwórczego gospodarki narodowej. Tymczasem wykorzystanie przeciążeń KMA nie przekracza 8% (choć w tym przypadku efekt ekonomiczny ich sprzedaży rośnie z roku na rok).

Kolejny poważny problem środowiskowy w przedsiębiorstwach branży budowlanej jest znaczna emisja pyłu, zwłaszcza w fabrykach do produkcji cementu. Około 20% wyprodukowanego cementu jest wyrzucane do komina, jeśli odpylanie nie działa. Większość pyłu jest emitowana wraz ze spalinami z pieców obrotowych. Wraz z tym podczas kruszenia, suszenia i mielenia surowców (nie tylko przy produkcji cementu, ale także przy produkcji ceramiki, szkła i innych materiałów budowlanych), a także przy chłodzeniu klinkieru, wydzielają się duże ilości pyłu , podczas pakowania, podczas operacji załadunku i rozładunku, w magazynach surowców, węgla, klinkieru i różnych dodatków.

W celu ograniczenia powstawania i uwalniania pyłu, przede wszystkim poprzez redukcję emisji niezorganizowanych, konieczne jest zapewnienie całkowitego uszczelnienia jednostek produkcyjnych i pojazdów oraz wytworzenie podciśnienia wewnątrz aparatu. W celu ograniczenia powstawania pyłu, oprócz uszczelnienia wyposażenia fabrycznego, wskazane jest zmniejszenie wysokości upadku materiałów pylących, zwilżenie wylewanych i transportowanych materiałów. Wszystkie gazy odsysane przez oddymiacze z pieców obrotowych i bębnów suszących oraz powietrze pobierane z central wentylacyjnych kierowane są do odpylaczy. Tutaj uwalniany jest z nich pył, który wraca do produkcji, a oczyszczone gazy są emitowane do atmosfery i muszą spełniać normy sanitarne. Fabryki zapewniają odsysanie powietrza ze wszystkich jednostek pyłotwórczych, w tym bunkrów, zsypów, kruszarek, przenośników itp. W pomieszczeniach zorganizowana jest wentylacja naturalna i wymuszona.

42. „Przyjazne środowisku” technologie przemysłu spożywczego. Problem bezpieczeństwa żywności ekologicznej. Przyjazne dla środowiska materiały do ​​pakowania żywności.

Produkty żywnościowe bezpieczne ekologicznie to produkty otrzymywane z surowców bezpiecznych dla środowiska przy użyciu technologii wykluczających powstawanie i akumulację substancji chemicznych i biologicznych potencjalnie niebezpiecznych dla zdrowia człowieka w produktach oraz spełniające wymagania medyczne i biologiczne oraz normy sanitarne dotyczące jakości surowców spożywczych i produkty żywieniowe. Bezpieczeństwo żywności jest gwarantowane poprzez ustanowienie i utrzymywanie uregulowanych poziomów wszelkich zanieczyszczeń. Centralnym ogniwem w systemie bezpieczeństwa żywności jest organizacja kontroli i monitoringu ich zanieczyszczenia.

Cele monitorowania:

Określenie początkowego poziomu zanieczyszczenia produktów spożywczych substancjami toksycznymi oraz badanie zmienności tych poziomów w czasie;

Określenie i potwierdzenie skuteczności środków zmniejszających poziom zanieczyszczenia żywności substancjami obcymi;

Zapewnienie stałego monitoringu stopnia zanieczyszczenia produktów spożywczych, nie dopuszczającego do przekroczenia ustalonego MPC.

Według stopnia nasilenia negatywnego oddziaływania przedsiębiorstw przemysłu spożywczego na obiekty środowiskowe, pierwsze miejsce zajmują zasoby wodne.

Pod względem zużycia wody na jednostkę produkcji przemysł spożywczy zajmuje jedno z pierwszych miejsc wśród gałęzi gospodarki narodowej. Wysoki poziom zużycia powoduje dużą ilość wytwarzanych ścieków w przedsiębiorstwach, a jednocześnie charakteryzują się one wysokim stopniem zanieczyszczenia i stanowią zagrożenie dla środowiska. Zrzut ścieków do zbiorników wodnych szybko wyczerpuje rezerwy tlenu, co powoduje śmierć mieszkańców tych zbiorników wodnych.

Najbardziej szkodliwe substancje, przedostające się do atmosfery z przedsiębiorstw przemysłu spożywczego - pyły organiczne, dwutlenek węgla, benzyna i inne węglowodory, emisje ze spalania paliw. Nie bez znaczenia jest również problem ochrony powietrza atmosferycznego dla przedsiębiorstw przetwórczych.

Skład ścieków umożliwia wykorzystanie ich do nawadniania upraw rolnych, co rozwiązuje problem oczyszczania i zwiększania żyzności gleby. Jednocześnie proces ten jest kosztowny, złożony i niewystarczająco wydajny (oczyszczanie ścieków wynosi 35-90%).

Radykalnym rozwiązaniem problemu jest zastosowanie produkcji bezodpadowej. Ten kierunek jest głównym kierunkiem poprawy gospodarki wodnej przedsiębiorstw.

Ekologiczne opakowanie produktu.

Pakiet- przedmioty, materiały i urządzenia służące do zapewnienia bezpieczeństwa towarów i surowców do przemieszczania i przechowywania (kontener); także sam proces i zestaw środków przygotowujących do niego podmioty.

Po II wojnie światowej rozpoczął się przymusowy rozwój nowych materiałów, przede wszystkim polimerów. Produkcja przemysłowa została opanowana: polistyren (metodą polimeryzacji termicznej); polietylen, w tym wysoko i niskociśnieniowy (LDPE i HDPE); polichlorek winylu (PVC); politereftalan etylenu (PET).

Opakowania tekturowe, jak poprzednio, pozostają jednym z najpopularniejszych rodzajów materiałów opakowaniowych i znajdują zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu. To po opakowaniu przede wszystkim ocenia nabywcę tego lub innego produktu, co oznacza, że ​​​​musi to być zrobione na przyzwoitym poziomie.

Prezenty z tektury falistej to wysokiej jakości i wszechstronny materiał opakowaniowy, który łączy w sobie tak ważne cechy, jak wysoka wydajność fizyczna i bardziej niż przystępna cena.

Dziś opakowania z tektury falistej i tektury falistej cieszą się dużym zainteresowaniem wśród rosyjskich producentów, zwykli obywatele czasami stają przed koniecznością zakupu pudełka z tektury falistej, tacki z tektury falistej lub pudełka z tektury falistej, ponieważ tego rodzaju opakowania doskonale chronią delikatne rzeczy, na przykład podczas przeprowadzki . Opakowania z tektury falistej dobrze konserwują owoce i warzywa, doskonale zabezpieczają sprzęt RTV i AGD

Parametry: Niska cena, praktyczność, niezawodność. Ale ważny jest również czynnik środowiskowy. Tylko materiały przyjazne dla środowiska mogą zapewnić bezpieczeństwo niektórych rodzajów produktów.

Kolejnym ważnym punktem są cechy wytrzymałościowe. Tektura falista to materiał składający się z kilku falistych i prostych arkuszy, które wzajemnie się zastępują: taka struktura pozwala zapewnić materiałowi doskonałe właściwości amortyzujące i wystarczającą sztywność, co korzystnie odróżnia go od materiałów opakowaniowych o podobnych parametrach. Tektura falista jest idealna, gdy od materiału wymagana jest wysoka odporność na uderzenia, nacisk i ściskanie. W zależności od wymagań dotyczących odporności na wpływy zewnętrzne, zakład produkuje opakowania z tektury falistej z dwóch do siedmiu kolejnych prostych arkuszy tektury i fal.