Пути экономии строительных материалов

                           Министерство образования Украины

Киевский государственный  университет строительства  и архитектуры

                                 кафедра строительных материалов  

            Реферат

              на тему: ’’Пути экономии строительных материалов”

                                                                                   Написал: студент ПГС-27

                                                                                                      Иваненко А.В.

                                                                                   Проверил:   ст.  препод.

                                                                                                      Анисимов А.Б.

                                                                  Киев - 1996

                   Вступление

 В этом реферате приведены основные направления снижения энергетических затрат при производстве стали,  цемента, сборного железобетона. Также описаны: основные источники потерь цемента при его производстве, транспортировке, применении; эффективные направления снижения расхода металла в железобетонных конструкциях; проблемы экономного расходования лесоматериалов. 

 При изготовлении большинства строительных матери­алов основная часть затрат падает на сырье и топливо. На производство строительных материалов и конструк­ций ежегодно расходуется около 50 млн. т условного топлива. В табл. 1 приведен расход условного топли­ва на производство основных видов неметаллических строительных материалов и изделий. Наибольшая доля затрат на топливо характерна для себестоимости метал­лов, цемента, пористых заполнителей, керамических сте­новых материалов, стекла.

 Экономия топлива достигается интенсификацией теп­ловых процессов и совершенствованием тепловых агрега­тов, снижением влажности сырьевых материалов, приме­нением вторичного сырья, промышленных отходов и дру­гих технологических приемов. При производстве стали наиболее эффективной в тепловом отношении является кислородно-конвертерная плавка, основанная на продув­ке жидкого чугуна кислородом. Коэффициент использо­вания теплоты в кислородных конверторах достигает 70%, что намного выше, чем в других сталеплавильных агрегатах. Применение кислорода позволяет уменьшить на 5—10 % расход топлива и при мартеновском способе. Более полно используется теплота отходящих газов в двухванных мартеновских печах. Прогрессивным спосо­бом является получение стали прямым восстановлением из руд, минуя доменный процесс. При этом способе от­падают затраты на коксохимическое производство, явля­ющееся основным при доменном процессе.

В цементной промышленности снижение затрат топ­лива достигается обжигом клинкера по сухому способу, получением многокомпонентных цементов, применением .минерализаторов при обжиге клинкера и различных ти­пов теплообменных устройств, обезвоживанием шлама, низкотемпературной технологией, полной или частичной заменой глины такими промышленными отходами, как золы, шлаки и др. Один из главных резервов снижения расхода топлива в производстве цемента — уменьшение влажности шлама. Каждый процент снижения влажности шлама позволяет уменьшить удельный расход топлива на обжиг клинкера в среднем на 117—146 кДж/кг, т. е. на 1,7—2 %. Удельный расход теплоты на обжиг при су­хом способе составляет 2900—3750 кДж/кг клинкера, а при мокром в 2—3 раза больше. При введении в сырье­вой шлам доменных шлаков или зол ТЭС расход топли­ва снижается на 15—18%. При выпуске шлакопортланд-цемента экономия топлива дополнительно составляет в среднем 30—40 % по сравнению с чистоклинкерным портландцементом.

В нашей стране разработана технология низкотемпе­ратурного синтеза клинкера с использованием в качест­ве каталитической среды хлористого кальция. Эта техно­логия обеспечивает снижение затрат теплоты на обжиг и помол клинкера на 35—40 % и такое же повышение про­изводительности печей.

К энергоемким отраслям промышленности строи­тельных материалов относится и производство сборного железобетона. На 1 м^3 сборного железобетона в среднем расходуется более 90 кг условного топлива. До 70 % теп­лоты идет на тепловую обработку изделий. Тепловую эффективность производства сборного железобетона можно существенно повысить, снизив тепловые потери, связанные с неудовлетворительным состоянием пропа­рочных камер, тепловых сетей, запорной арматуры и средств контроля расхода пара.

 Непроизводительные потери теплоты уменьшаются при повышении теплового сопротивления пропарочных камер с помощью различных теплоизоляционных мате­риалов и легких бетонов. Более экономичными по срав­нению с наиболее распространенными явными пропарочными камерами являются   вертикальные,   туннельные, щелевые, малонанорные камеры. В последних, например, расход пара на 30—40 % ниже, чем в ямных.

 Наряду с уменьшением тепловых потерь важнейшее значение для эко­номии топливно-энергети­ческих ресурсов в произ­водстве сборного железо­бетона приобретает раз­витие энергосберегающих технологий: применение высокопрочных и быстротвердеющих   цемситов, введение химических до­бавок, снижение температуры и продолжительности нагрева, нагрев бетона электричеством и в среде продуктов сгорания природного газа и др. Ус­корению тепловой обра­ботки способствуют спо­собы формования, обеспе­чивающие применение бо­лее жестких смесей и повышение плотности бетона, ис­пользование горячих смесей, совмещение интенсивных механических и тепловых воздействий на бетон. Ускоре­ние тепловой обработки достигается при изготовлении конструкций из высокопрочных бетонов. Длительность тепловой обработки бетонов марок М 600—М 800 мож­но снизить с 13 до 9—10 ч без перерасхода цемента. Эф­фективной технологией ускоренного твердения является бескамерный способ, основанный на создании искусст­венного массива бетона пакетированием. Перспективны способы тепловой обработки бетона в электромагнитном поле и с применением инфракрасных лучей. В южных районах страны удельные затраты теплоты на ускорение твердения бетона можно существенно снизить, исполь­зуя солнечную энергию.

В производстве керамических стеновых материалов и пористых заполнителей эффективным направлением эко­номии кондиционного топлива является применение топливосодержащих  отходов промышленности. Так, приме­нение в качестве топливосодержащей добавки отходов углеобогащения позволяет экономить при получении сте­новых керамических изделий до 30 % топлива, исключа­ет необходимость введения в шихту каменного угля.

Наряду с экономией топлива снижение материалоемкости  строительных изделий в большой мере достигает­ся рациональным использованием исходных компонен­тов и в особенности таких, как цемент, сталь, древеси­на, асбест и др. Экономия этих материалов достигается на всех этапах их производства и применения.

 Основным источником потерь цемента при его про­изводстве является вынос в результате несовершенства пылеулавливающих устройств помольных агрегатов. Пе­ревозка цемента должна осуществляться в специализи­рованных транспортных средствах. При транспортировании  в цементовозах потери цемента при погрузочно-раз­грузочных работах в среднем в 10 раз меньше, чем в крытых вагонах, в 40 раз меньше, чем в открытом под­вижном составе. Одна из причин перерасхода — смеши­вание используемых цементов различных марок и видов при отсутствии достаточного количества емкостей для их хранения. В этих случаях вынужденно применяют рас­ходные нормы для худшего из смешанных цементов, что приводит к их перерасходу на 6—8 %. Важное значение имеет применение кондиционных заполнителей бетона. Каждый процент загрязненности щебня равнозначен до­полнительному расходу примерно 1 % цемента. В табл.2  приведено возможное снижение расхода цемента при обогащении мелкозернистых песков укрупняющими добавками.

Нерационально применение цемента марки 400 для изготовления бетонов марок М 100 и М 150, а также растворов марок 50 и 75. В этих случаях значительное снижение расхода цемента можно достичь введением в бетонные и растворные смеси минеральных дисперсных добавок, например, золы-уноса ТЭЦ.

Большое значение для экономного использования це­мента имеет обоснованный выбор области наиболее эф­фективного применения цемента с учетом его минерало­гического состава и физико-механических характеристик. Например, для сборного железобетона, подвергаемого тепловой обработке, наиболее пригодны цементы с содер­жанием СзА до 8%. Расход цемента увеличивается по мере роста его нормальной густоты (табл.3), поэто­му желательно его применение с минимальной нормаль­ной густотой.

На предприятиях по производству бетона и сборного железобетона значительная экономия цемента может быть достигнута при оптимизации составов бетонов, при­менением смесей повышенной жесткости с уплотнением на резонансных и ударных виброплощадках, предвари­тельным разогревом бетонных смесей и выдерживанием изделий после тепловой обработки, увеличением продол­жительности тепловой обработки, расширением объема изготовления конструкций с минусовыми допусками, со­вершенствованием технологического оборудования и кон­трольно-измерительной аппаратуры.

 Одно из наиболее перспективных направлений сни­жения расхода цемента — применение химических доба­вок. Такие традиционные химические добавки, как СДБ, позволяют снижать расход цемента на 5—10%. Возможное снижение расхода цемента при применении но­вейших  добавок суперпластификаторов составляет 15-25'%.Дополнительный источник экономии цемента при высоком качестве бетона — применение статистиче­ского контроля прочности. Назначение требуемой проч­ности бетона с учетом его однородности обеспечивает при повышенной культуре производства снижение расхо­да цемента на 5—10 %.

 Экономия металла — важнейшая  народнохозяйственная  задача. В настоящее время в строительстве ежегодно используется 31—33 млн. т. черных металлов, из которых  12—13 млн. т. расходуется на арматуру для желе­зобетонных конструкций, около 8 млн. т. на фасонный и листовой прокат для изготовления металлоконструкций и опалубочных форм и 11—12 млн. т. на трубы.

 Самое эффективное направление снижения расхода металла в железобетоне—применение для арматуры вы-сокопрочной стали. Арматурная сталь разных классов и видов является в известных пределах взаимозаменяемой. Количество стали любого класса (Т) может быть выра­жено в условно эквивалентном по прочности приведен­ном количестве стали класса А - I (Т')

                                              (А)

               где Кпр—коэффициент приведения стали данного класса к стали класса А-1.

В табл.4 приведены значения коэффициента при­ведения и экономии металла при использовании арма­турной стали различных классов.

Значительный резерв по экономии металла обеспечи­вается при изготовлении напряженной арматуры из высоко прочной  проволоки и канатов. Экономия металла достигается также при более точных расчетах конструк­ций в соответствии с действительными условиями их ра­боты под нагрузкой, приближением армирования к тре­бованиям расчета, оптимизацией конструктивных реше­ний.

 При изготовлении арматурных изделий для сборного железобетона экономию стали получают при сварке се­ток и каркасов на автоматических линиях с продольной и поперечной подачей стержней из бухт, при расширении всех видов контактной сварки, безотходной стыковке стержней, в том числе разных диаметров, изготовлении закладных деталей методом штамповки.

Существенная экономия металла достигается при ра­циональном проектировании и использовании стальных форм в промышленности сборного железобетона. На 1 м^3 железобетона в год на металлические формы затрачива­ется 6—35 кг стали. Для интенсификации использования форм необходимо ускорение их оборачиваемости в технолегияеском  потоке.

Освоение бетона высоких марок — еще один важный резерв снижения расхода металла при производстве же­лезобетона. Повышение марки бетона на одну ступень снижает расход стали примерно на 50 кг/м^3.

 При изготовлении металлических конструкций эффек­тивно применение легированных сталей, экономичных профилей металлопроката. Применение трубчатых про­филей в строительных конструкциях по сравнению с уголковыми дает экономию до 30 %.

В строительстве все большее значение приобретает проблема экономного  расходования лесоматериалов. Прогрессивной тенденцией является максимальное использование  вместо древесины местных строительных материалов, а также арболита, фибролита, древесно-стру­жечных, древесно-волокнистых плит и др. На современ­ных передовых деревообрабатывающих и лесопильных предприятиях предусматривается максимальная утили­зация отходов производства. Для несущих и ограждаю­щих конструкций особенно в условиях агрессивной среды рационально применение клееной древесины. Примене­ние деревянных клееных конструкций в сельскохозяйст­венных производственных зданиях позволяет в 2—3 ра­за снизить расход стали и вес зданий. Существенного снижения материалоемкости можно добиться совершен­ствованием конструктивных решений клееных конструк­ций, использованием для них элементов из водостойкой фанеры. Применение фанеры позволяет сократить рас­ход древесины на 20—40%, уменьшить потребность в клее в 1,5—2,5 раза.

ТАБЛИЦА 1.

РАСХОД УСЛОВНОГО ТОПЛИВА НА ПРОИЗВОДСТВО ОСНОВНЫХ ВИДОВ     СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЯ.

Вид материала и изделий

Расход топлива. кг (в условном исчислении на 1 т продукции)

Керамические камни и глиняный кирпич

Известь, цемент

Керамические плитки для полов

Облицовочные глазурованные плитки

Стекло листовое

Санитарно-строительный фаянс

Керамзит

                                           50—80

                                           115-240

                                            200—610

                                           360—1058

                                           510-590

                                           500—800

200—270