Стройматериалы из
битого стекла
До сих пор в России да и у нас самым
распространенным способом утилизации
минеральных отходов является их
захоронение. Если посмотреть на подобную
практику с экономической и экологической
точки зрения, то, помимо нанесения ущерба
почвам, подземным водам, засорения
территории при захоронении твердых бытовых
отходов, безвозвратно теряются природные
ресурсы, уже однажды добытые и
переработанные в пластиковую и
металлическую тару, стекло и бумагу.
Существенный экономический и
экологический эффект может принести
решение проблемы утилизации, к примеру, боя
искусственного стекла. Сейчас предприятия
предлагают стеклобой за бесценок, просто
так, лишь бы освободиться от него.
Выявлением перспективности применения боя
искусственных щелочных стекол для
получения вяжущих автоклавного и
безавтоклавного твердения занимаются
технологи Московского государственного
строительного университета. Им удалось
получить целый ряд новых строительных
материалов на основе этого вяжущего с
высокими физико-механическими и
эксплуатационными свойствами. Элементы
мощения мостовых, изготовленные здесь по
вибропрессовой технологии, имеют прочность
при сжатии от 35 до 60 МПа, МРЗ - более 250 циклов
и характеризуются высокой коррозийной
стойкостью к солям, кислотам, щелочам (от 0,92
до 0,97). Мелкозернистый бетон при средней
плотности 1900-1960 кг/м 3 имеет прочность при
сжатии 20-30 МПа, при изгибе - 4,3-5,2 МПа.
Технологи попробовали применить стеклобой
при создании шлакостекольного вяжущего
вещества безавтоклавного твердения. Так
появилось щелочеземельное вяжущее с
применением щелочных затворителей (в
частности, NaOH и соапстока - щелочного отхода,
образующегося при рафинации рыбьего жира).
Доля стеклобоя в составе материала (в
технологии преобладала автоклавная
обработка) составила от 6,5 до 45 процентов.
Сейчас в МГСУ создаются энергосберегающие,
безавтоклавные экологически чистые
технологии производства новых видов
строительных материалов на основе боя
искусственных стекол. В процессе работы
выявилась возможность получения широкой
гаммы материалов самого разнообразного
назначения. Это строительные растворы,
мелкозернистые бетоны и поризованные
теплоизоляционные материалы. Все они имеют
повышенные защитные, прочностные,
антикоррозийные и другие свойства.
Разработанные технологии позволяют
создавать материалы с заданными,
регулируемыми свойствами и использовать их
в разных отраслях: в промышленном и
гражданском строительстве - при сооружении
дорог, канализационных коллекторов,
взлетных полос аэродромов, теплоизоляции и
отделке, ограждений, защищающих от
излучения; в атомной промышленности - при
возведении бетонных ограждений реакторных
установок и хранилищ отходов, для облицовки
боксов с радиоактивным оборудованием,
нанесения негорючих теплоизоляционных
покрытий; в химической промышленности - это
стойкие к агрессивным средам строительные
конструкции, отделка и теплоизоляция
производственных помещений.
Бой искусственного стекла ценится как
сырье для получения вяжущего материала из-за
содержания в нем кремнезема и щелочных
оксидов, а также Al 2O 3 и CaO. Особый интерес
представляет бой барийсиликатных стекол.
Материалы на его основе применяются при
отделке рентгеновских кабинетов и других
помещений, требующих специальных покрытий.
Бой свинцовых стекол идет в строительные
материалы, используемые при строительстве
и отделке объектов атомной промышленности.
В основу работ, раскрывающих потенциальные
возможности утилизации техногенных стекол,
было положено теоретическое положение о
том, что стекла в тонкодисперсном состоянии
при повышенных температурах в щелочной
среде обладают вяжущими свойствами и
способны в результате омоноличивания
твердой фазы образовывать прочный
строительный материал. После сортировки,
дробления, помола и рассеивания на фракции
стекло можно считать полностью
подготовленным для получения строительных
материалов. Наиболее простым и доступным
вариантом утилизации стеклобоя является
традиционная технология изготовления
мелкозернистого бетона, где стеклобой
выступает в качестве заполнителя.
В данной системе доля использования
стеклобоя составляет 70 процентов.
Технология использует пластичные и жесткие
смеси. Отформованные изделия не требуют
специальной тепловой обработки.
Максимально утилизировать стеклобой
позволяет технология получения
мелкозернистого бетона и раствора, когда
стеклобой выступает и в качестве вяжущего,
и в качестве заполнителя. Технология
получения поризованного
теплоизоляционного материала на основе
стеклобоя основана на способе сухой
минерализации пены и включает в себя
приготовление пены, минерализацию ее
порошком стеклобоя при активном
перемешивании и залив пеномассы в формы.
Условия твердения - сушка при температуре
40-50 oС. Доля использования стеклобоя в
композиции - 92-95 процентов.
Испытания показали, что материалы на основе
боя искусственных стекол не уступают, а в
ряде случаев и превосходят по
общестроительным и функциональным
свойствам аналогичные материалы,
изготавливаемые из традиционных вяжущих.
Например, поризованный теплоизоляционный
материал на основе стеклобоя имеет при
средней плотности 300 кг/м 3 следующие физико-технические
характеристики: прочность при сжатии - 0,8
МПа, прочность при изгибе - 0,3 МПа,
водопоглощение - 38 процентов по массе,
коэффициент размягчения - 0,94,
теплопроводность 0,054 Вт/(м/ oС), коэффициент
паропроводности - 0,085 мг/(чМПа). Кроме того,
материал не горюч, при температуре более
600-700 oС происходит его вспучивание, что
позволяет рекомендовать его для устройства
тепловой изоляции зданий промышленного и
гражданского назначения, крупных
энергетических объектов, машинных залов
атомных станций, а также промышленного и
технологического оборудования с
температурой изолируемой поверхности 600 oС
и более.
Организация производства материалов на
основе боя искусственных стекол может
осуществляться на действующих
предприятиях стройиндустрии и не требует
существенных капиталовложений. Утилизация
стеклобоя позволит решить ряд
производственных проблем и улучшить
экологическое положение в промышленных
регионах.
Подготовил Дмитрий ЛУГОВОЙ
sn@nestor.minsk.by
|