Vyberte minerální stavební suroviny z poskytnutého seznamu. Integrované využití nerostných surovin a odpadů z jejich zpracování

Používání technogenních surovin je silným ekologickým zdrojem

V podmínkách rostoucího ekologického napětí ve světě se problém racionálního využívání a efektivního zachování přírodních zdrojů stává nejdůležitějším úkolem pro život každého státu.

Nejen zachování surovin, ale také jejich opětovné použití je nanejvýš důležité. Význam druhotných surovin pro udržení ekologicky bezpečné úrovně vlivu na životní prostředí je velmi významný, zejména jejich využití je jednou z nezbytných podmínek pro zavádění nízkoodpadových a bezodpadových technologií.

Stavebnictví a průmysl stavebních hmot hraje důležitou roli v recyklaci (využití) druhotných surovin. Jak je známo, tato odvětví používají dva druhy surovin: přírodní a uměle vyrobené (recyklované).

Přírodní suroviny¾ jedná se o stavební kameny, směs písku a štěrku, štěrk, písek, drť a jiné horniny. Patří sem i výsypky skrývkových hornin vzniklé při výstavbě lomů a stavebních jam.

Bohužel mnoho regionů Ruska není zásobováno přírodními surovinami v požadovaném množství a v dalších ¾ jsou jejich zásoby výrazně vyčerpány. V mnoha případech to vede ke značným nákladům na jejich přepravu z jiných oblastí, což je nepraktické z ekonomického i ekologického hlediska, protože taková přeprava je doprovázena nevyhnutelným porušováním životního prostředí.

Proto s rozvojem technologií a zhoršováním ekologické situace v zemi, technogenní suroviny. Zahrnuje širokou škálu průmyslových odpadů a vedlejších produktů: metalurgická struska, bauxit a jiné kaly, odpad z těžebních a zpracovatelských závodů (GOK), popel a popel a odpad z tepelných elektráren, odpad ze zpracování uhlí, sekundární polymery, dřevo zpracování produktů atd.

Technogenní suroviny jsou mnohými odborníky považovány za národní poklad, za mimořádně cenný produkt, který kumuluje dříve vynaložené investiční a energetické zdroje. Jeho využití při výrobě stavebních materiálů se v mnoha případech ukázalo mnohem levnější než vývoj a rozvoj přírodních zdrojů.

Využití technogenních surovin pro výrobu stavebních materiálů je z hlediska životního prostředí velmi perspektivní: 1) prudce se snižuje objem výroby nedostatkových přírodních stavebních materiálů; 2) obrovské množství průmyslových odpadů znečišťujících životní prostředí je recyklováno a chemicky pevně vázáno; 3) cenné pozemky se uvolňují, zcizují pro odkaliště a sklady kalů atd. Obrovská území jsou zcizena pouze pro skladování popela a struskových odpadů z tepelných elektráren.

Mnoho druhů průmyslových odpadů a vedlejších produktů je široce používáno ve stavebnictví. Zde je několik příkladů jejich použití.

Popel a odpad z popela a strusky (ASW). V současnosti se v Rusku ročně vyprodukují desítky milionů tun popela a struskového odpadu. Každý den provozu v uhelných tepelných elektrárnách se nahromadí až 1 tisíc tun popela a strusky. Naprostá většina z nich se posílá na skládky a ve stavebnictví se recykluje pouze 3-5 % ASW. Pro srovnání: v USA a Německu ¾ 40-60 %. V USA se z 20 milionů tun popílku vyprodukovaného ročně 7 milionů tun spotřebuje jen na výrobu betonu.

Odpad popela a strusky je nepostradatelnou součástí formovacích písků pro výrobu vysoce kvalitních stavebních materiálů. Používají se k výrobě pórobetonu, vápenopískových cihel, silikátu penozolu, agloporitu, asfaltového podkladu pro vozovky apod. Popel je považován za vynikající cement šetřící materiál. Při výrobě betonu umožňuje zavádění popela úsporu až 100 kg/m 3 cementu a při použití modifikačních přísad ¾ až 200 kg/m 3 . Současně se zlepšuje struktura cementové pasty a zvyšují se tepelně stínící vlastnosti konstrukcí.

Jako vynikající se osvědčila bezodpadová technologie výroby lícových cihel na bázi tepelného elektrárenského popela, vyvinutá společností VNIIstroy, která umožňuje nejen ušetřit peníze na výstavbu a provoz skládek popela, ale také výrazně snížit životní prostředí znečištění. Podle L. S. Barinové a Yu. S. Volkova (2002) by náhrada 15 % cementu v betonu nebo maltě popílkem nebo metalurgickou struskou, která je technologicky přijatelná z hlediska globálních objemů jejich použití, mohla snížit množství emisí uhlíku. oxidu uhličitého (CO 2) do atmosféry o 300 milionů tun ročně.

Hutní strusky¾ vysoce kvalitní suroviny pro výrobu portlandského struskového cementu, struskové vlny, sádrových struskových bloků, drceného kamene atd. Roční produkce strusky z hutních provozů se pohybuje v řádu desítek milionů tun. U nás je objem recyklace vysokopecní strusky velmi vysoký, z 80 % se využívá na výrobu portlandského struskového cementu a porézního kameniva.

V posledních letech se jako hrubé a jemné kamenivo do betonu stále více uplatňují strusková pemza (termozit) a strusko-skleněný granulát, vytvořené bezodpadovou technologií, které nejsou ve většině ohledů horší než přírodní drť. Například pevnost betonu při použití struskového cementu je o 15-20 % vyšší než při použití žulového cementu.

Nejcennější konstrukční materiál, ¾ strusková keramika, je široce známý, má vysoké fyzikální, mechanické, chemické vlastnosti a je šetrný k životnímu prostředí. Granulovaná vysokopecní struska má mimořádný význam pro výrobu portlandského cementového slínku a vysoce kvalitních portlandských struskových cementů, dodává cementu antikorozní vlastnosti, zvýšenou pevnost, tekutost a rychlé tvrdnutí.

Vzhledem k tomu, že se v Rusku v následujících letech očekává rekonstrukce podniků na zpracování vyhořelého jaderného paliva (VJP), prudce se zvyšuje poptávka po zvláště těžkém betonu pro radiační ochranu. Pro tyto účely vědci navrhují použít beton, který bude místo drahého kovu obsahovat odpad a vsázku z hutní výroby.

Vynikajícím příkladem blokování fenolformaldehydu a dalších škodlivin ve struktuře stavebních materiálů je použití použité formovací písky (WMS), vzniklé během metalurgického slévárenského procesu. Formovací hmota, používaná jako pojivo, je netoxická a může být široce používána při výrobě stavebních materiálů.

Produkty ze zpracování dřeva a jiného rostlinného odpadu. V Rusku se v dřevozpracujících komplexech a dřevozpracujících závodech ročně vyprodukuje přes 200 milionů m3 dřevěného odpadu. Kromě toho se spaluje a skládkuje obrovské množství dřevěných obalů, odpadu ze zpracování bavlny, lýkových plodin a dalších ekologicky cenných surovin vhodných pro výrobu stavebních materiálů.

Podle V.I. Smetanina (2000) je nejdůležitější oblastí racionálního, ekologicky šetrného využívání dřeva ve stavebnictví výroba různých betonů na bázi dřeva: dřevobeton, vláknobeton, pilinový beton, korolit atd.

Nejznámější z těchto ekologických levných stavebních materiálů je dřevěný beton. Jedná se o lehký velkoporézní beton skládající se z drtiče dřeva (hlavně odpadu z tvrdého dřeva) a portlandského cementu třídy 400. Je široce používán jako stěnové bloky při stavbě nízkopodlažních budov. Při stavbě uzavíracích konstrukcí a příček použijte kingit¾ tepelně izolační materiál skládající se z kůry, cementu (nebo stavební sádry) a přísad.

V průmyslu stavebních hmot jsou široce používány nejcennější suroviny šetrné k životnímu prostředí vyrobené z odpadu z výroby buničiny a papíru ¾ lignosulfonáty s vlastnostmi pro odstraňování prachu, plastifikaci, pěnění a další cenné vlastnosti.

Chemický komplexní odpad. Přes obrovské objemy a rozmanitost druhů druhotných nerostných surovin se tento odpad ve stavebnictví dostatečně nevyužívá. Určité využití nacházejí elektrotermofosforové strusky (portlandský struskový cement, vápenopískové cihly), odpady z výroby sody (výroba materiálů z autoklávu, plynosádrovce), lihovarské zbytky a bitumen (pórobeton s přísadami ropného bitumenu atd.).

Z hlediska životního prostředí je nutné se podrobněji zabývat vedlejším produktem získaným při zpracování apatitových a fosforitových koncentrátů ¾ fosfosádrovec . Používá se při výrobě cementu, stavebních bloků, suché omítky atd. Teprve v Japonsku v 70. letech. Stavebnictví ročně spotřebovalo asi 3 miliony tun fosfosádry.

Prováděno však v 80.-90. studie ukázaly, že "fosfosádrovec má mnohem vyšší specifickou radioaktivitu než přírodní sádrovec... a zdá se, že lidé žijící v domech, které jej používají, jsou vystaveni o 30 % intenzivnějšímu záření než obyvatelé jiných domů." (Zpráva Výboru pro atomovou energii, OSN, New York.) L. Brunarski (1990) se domnívá, že fosfosádrovec může být ve stavebnictví použit pouze po speciálním testování na radioaktivitu. Ukázalo se také, že fosfosádrovec zpracovaný stávající technologií může kromě radionuklidů obsahovat i látky škodlivé lidskému zdraví, jako jsou fluoridové sloučeniny (Dolgorev, 1990).

Kromě popela a struskového odpadu diskutovaného výše, hutní strusky, dřevozpracujících produktů a chemických odpadů se při výrobě stavebních materiálů používají i další druhy technogenních surovin. Je důležité zdůraznit, že pro téměř jakýkoli typ stavebních materiálů vyráběných v Rusku je možné a ekologicky přijatelné použít různé druhy umělých surovin namísto přírodních surovin.

Recyklované suroviny (výrobní odpady) jsou široce využívány nejen v průmyslu stavebních hmot, ale také v silničním stavitelství (jako inertní plniva místo písku, kamení, štěrkových směsí atd.), při stavbě základů, při stavbě hydraulických přehrad, vodních nádrží, vodních nádrží, vodních nádrží, vodních nádrží, vodních nádrží a dalších staveb. atd. Recyklaci stavebních odpadů na druhotné suroviny zvažujeme v odstavci 2.6.

Značný zájem je o využití průmyslových odpadů v tak materiálově náročném stavebnictví, jako je výstavba základů budov a konstrukcí. Výzkum NIIOSP ukázal, že pro tyto účely jsou nejvhodnější skrývky a hlušiny, které dokončily proces samorozkladu, stejně jako vysokopecní a ocelářské strusky. Při stavbě základů z tohoto odpadu se zhutňují, dusají, používá se hloubkové hutnění pomocí malých výbuchů atp.

V posledních letech se u nás výrazně snížilo využití průmyslových odpadů jak ve stavebnictví, tak v průmyslu stavebních hmot, což je spojeno jak s obecným poklesem úrovně průmyslové výroby, tak s nedostatkem vhodných pobídek pro využití druhotných zdrojů ve výrobě.

Nízká úroveň využívání technogenních surovin v Rusku je podle G. A. Denisova (2002) kromě výše uvedených důvodů způsobena i zásadně odlišným přístupem k tomuto problému v ekonomicky vyspělých zemích a v Rusku. Tam je například popel a struska v těchto zemích produktem (komoditou), nikoli odpadem a využití (prodej) tohoto produktu zajišťují jeho výrobci, tedy tepelné elektrárny. Je zajímavé poznamenat, že jak ukazují výpočty, rentabilita výroby zboží z popela a strusky (betonové směsi, víceúčelová pojiva, písek, drť atd.) je výrazně vyšší než ziskovost samotné výroby elektřiny při tepelném výkonu. rostliny.

V tomto ohledu jdou západní země příkladem. Například v Dánsku dosáhla míra recyklace recyklovaných materiálů 100 %. Nizozemsko vytvořilo integrální, k životnímu prostředí šetrnou koncepci rozvoje stavebnictví, která je založena na zavádění bezodpadové výroby v uzavřeném cyklu s opakovaným využíváním umělých surovin.

Jako stavební nerostné suroviny se používá velký seznam hornin s širokým a částečně velmi omezeným rozšířením na území Krymského poloostrova. Mezi širokou škálou stavebních nerostných surovin se rozlišuje více než 10 skupin podle účelu a praktického použití. Tak, jako cement suroviny na Krymu, které používají opuka a hlína, zásoby, z nichž ve velkém množství (188,1 mil. tun) jsou soustředěny na poli komplexu Bachchisarai. Na jejich základě funguje stejnojmenná cementárna, která plně odpovídá republikové potřebě vysoce kvalitního cementu. Zásoby jsou určeny i na výrobu cementu tripolitní hlíny Baksinskoe ložisko ve výši 680 tisíc tun v Leninské oblasti, ale v současné době se v republice nepoužívají. Čisté sklo se jako surovina pro výrobu skla používá již řadu let. křemičitý písek Zamorskoje pole v Leninském okrese. Dodnes jsou prozkoumané zásoby tohoto ložiska vyčerpány. Jiná ložiska kvalitního písku pro výrobu skla nebyla identifikována, protože je v našem regionu (Rac. Jih) velmi omezeně rozšířen.

Suroviny pro stavební keramiku jsou zejména:

0 jíl, mající široké rozšíření na poloostrově (obr. P). Jílovitý

°Porody jsou omezeny na ložiska různého stáří z triasu a středního

e a jura až čtvrtohory. Praktický význam mají jíly spodní křídy,

°vysoce plastické jíly aptského stupně, které se hojně používají pro

výroba stavebních cihel. 12 ložisek této suroviny bylo prozkoumáno a registrováno státním registrem: Maryinskoje, Partizanskoje, Kerčenskoje, Feodosijskoje, Balaklavskoje, Baksinskoje, Vasilkovskoje, Zelenogorskoje, Maryanovskoje, Vilinskoje, Konstantinovskoje a Molochnoje. Významné jsou jejich celkové prozkoumané zásoby (mil. m 3): obyčejná hlína - 23,8; jíl podobný jílu - 6,4; tripolitní hlína - 0,5; hlíny - 3.2. 2 ložiska jsou využívána.

Suroviny pro výrobu stavebního kamene (suť, drť, drť, umělý písek) jsou uhličitan A magmatické hory plemen (obr. 12).

Karbonátové horniny jsou rozšířené. Jsou prezentovány ve 4 odrůdách: vysokopevnostní mramorované vápence svrchní jura a podobná kvalita spodní křídové vápence; střední vápencesíla Sarmatů A Maeotický věk na Kerčském poloostrově a málo pevnostní vápence sarmatského, maeotického a pontského věku na rovinatém Krymu a na poloostrově Tarchankut. V úvahu bylo bráno 23 vápencových ložisek s prokázanými zásobami 119,1 mil. m 3 a dříve prozkoumaných 25,5 mil. m 3 .

Vyvřelé horniny prezentovány diority, diabasy,diabasové porfyrity A plagiogranity. Jejich distribuce je velmi omezená. Většina těles těchto hornin je soustředěna v oblastech mezi městy Alushta a Gurzuf, jižně a jihovýchodně od Simferopolu, v údolích řek Salgirka, Alma a Bodrak. Vytvářejí malá tělesa ve formě lakolitů, listových usazenin a zásob. Bylo prozkoumáno 5 ložisek vyvřelých hornin s celkovými zásobami 41,1 mil. m 3 . Dále bylo prozkoumáno 1 ložisko pískovec Bugaz na území městské rady Sudak se zásobami 175 tisíc m 3, z toho je prozkoumáno 150 tisíc m 3 .

Celkem bylo na Krymu identifikováno 29 ložisek stavebního kamene s celkovými zásobami 186,3 mil. m 3 . Rozvíjeno je 15 polí, roční objem produkce je 170 tis. m 3 .

Ve stavebnictví se používají stěnové bloky a kameny z hornin - tzv viděl vápence. V používané jako suroviny pro výrobu stěnových bloků mechové vápence Dánský stupeň spodního paleogénu a nummulitické vápence Simferopolský stupeň středního paleogénu a stěnový kámen - méně odolný vápencové mušle spodní paleogén, nummulitické vápence Simferopolský stupeň středního paleogénu, vápencové mušle horní Sarmat, oolitické A suťové vápence maeotis, lasturové suťové vápence Pontská vrstva. Bylo prozkoumáno 96 ložisek vápence, z toho 36 v provozu a 12 ložisek se připravuje pro průmyslový rozvoj. Celkové prozkoumané zásoby této suroviny jsou 308,1 mil. m 3 a 4,4 mil. m 3 - dříve prozkoumané. Roční objem výroby v roce 1999 činil 513 tis. m 3 , což je 6,2krát méně než výroba v roce 1988. Ztráty surovin při výrobě činily 30,8 %. Suroviny pro výrobu keramzitu jsou hliněné skály, které při vysokorychlostním pálení bez přísad nebo s anorganickými (obsahující železo a hliník) a organickými (topný olej, nafta, piliny, hnědé

uhlí, rašelina, použitý motorový olej atd.) přísady bobtnají a tvoří lehký štěrk. Vhodné jako keramzitové suroviny břidlice Tauridská řada (trias - spodní jura), jíl Maikopská řada (oligocén - spodní miocén), miocén (spodní podstupeň sarmatského stupně) a pliocén. Zvláštností těchto jílů je převaha montmorillonitu, hydroslídy a přítomnost organické hmoty v jejich složení.

Prozkoumána byla 4 ložiska s celkovými zásobami 28,5 mil. m 3 ; Jedno ložisko, Plodovskoe, se pravidelně vyvíjí.

písky, Vhodné na stavbu, mimo pláže nejsou rozšířené. Jsou směsí různě zaoblených zrn minerálů a hornin kvartérního, neogenního, paleogénního a křídového stáří. Největší zájem je o mořské a jezerní písky, ale vývoj mořských písků je zakázán, protože to vede ke zničení plážové oblasti mořského pobřeží a zintenzivnění procesů sesuvů půdy. Byla prozkoumána 2 ložiska: Donuzlavskoye, omezené na dnové sedimenty jezera. Donuzlav s prokázanými zásobami 10,5 mil. m 3 a dříve prozkoumaných 854 tis. m 3 a Krymrozovskoje s prokázanými zásobami písku 1,8 mil. m 3 . Rozvíjí se pouze pole Donuzlavskoye; v roce 1999 bylo vytěženo 246 tis. m 3 písku.

Bylo také prozkoumáno jedno ložisko Sasyk směs písku a štěrku na jezeře Sasyk-Sivash se zásobami 3,7 milionu m 3. V roce 1999 zde bylo vytěženo 61,0 tis. m směsi.

Pro výrobu vápna, konvenční vápence. Pro tyto účely bylo prozkoumáno 7 ložisek se zásobami 154,6 mil. tun, z toho je rozvíjeno jedno ložisko Evpatoria se zásobami vápence 64,8 mil. tun. V roce 1999 zde bylo vytěženo 573 tisíc tun vápence. Jedno ložisko sádrovce Elkedzhi-Elinskoye bylo prozkoumáno v okrese Leninsky se zásobami 2,1 milionu tun. Byla prozkoumána 2 stavební ložiska slín: Baraskhanskoye se zásobami 661 tisíc tun a Feodosiya se zásobami 861 tisíc tun.V roce 1999 byla na ložisku Baraskhanskoye vytěžena pouze 1 tuna opuky.

Je připravena surovinová základna pro obkladové materiály. Za tímto účelem byla prozkoumána 3 ložiska: Belinskoye (okres Leninskij), zastoupené o mechovka-nové útesové vápence, Biyuk-Yankoiskoye (okres Simferopol) a Gasprinskoye (městská rada Jalty) mramoru podobné vápence. Jejich zásoby jsou značné, asi 9,75 mil. m 3 a s výjimkou ložiska Gasprinskoje, kde je těžba stěží možná, - 3,5 mil. m 3 . Ložiska se nevyvíjejí.

Na základě silné nerostné základny na Krymu byla založena výroba široké škály stavebních minerálních produktů. V tabulce Obrázek 4 ukazuje dynamiku výroby stavebních materiálů v období od roku 1980 do roku 1999. I přes velký seznam vyrobených minerálních produktů Krym plně neuspokojuje svou potřebu některých typů stavebních materiálů.

Tabulka 4.

Dynamika výroby stavebních hmot za období

od roku 1980 do roku 1999 (podle Výboru autonom

Krymská republika podle statistik).

Druhy produktů	Jednotky
Druhy produktů	Jednotky

Materiály stěn	millionlnt.uo1kir.
Stavební cihla	mlilkusaif.
Stěnové bloky jsou malé	millionlit.usl.kir
Stěnové bloky z přírodního kamene	millionlgEuaqir.
Velké stěnové bloky	millionlpt.uskir.
Cihly a duté kameny	millionlgg.uslkir.
Stavební vápno
Stavební sádra
Vápencová mouka
Dělicí desky a panely pro velkopanelovou výstavbu
Keramické obklady pro vnitřní obklady
Obkladové výrobky z přírodního kamene
Porézní plniva (expandovaná hlína)
Suťový kámen


Stavební písek
Písek a štěrk
Stavební křída

Vzhledem k omezeným prozkoumaným zásobám a zařízením připraveným pro rozvoj některé podniky nadále dovážejí stavební písek, vysoce pevný drcený kámen a vysoce kvalitní obkladové materiály (mramor, žula, labradorit) z jiných oblastí Ukrajiny. Jak je z tabulky patrné, objem výroby nerostných výrobků pro stavebnictví v období 1990 -1999. každoročně klesal a v roce 1999 oproti roku 1990 činil 63,1 % u stěnových bloků, 54,3 % u směsi písku a štěrku, 37,3 % u suti, 35,7 % u cementu, 17,0 % u stavebních cihel, 12,9 % u stěnových materiálů , 12,5 % pro drcený kámen, 11,6 % pro stavební vápno. Objem výroby ostatních druhů výrobků se pohyboval od 1,1 % do 6,0 %. Těžba vápence pro výrobu metalurgického tavidla v oblasti Balaklava a na Kerčském poloostrově se také snížila 3krát ve srovnání s rokem 1990, což je vysvětleno výrazným snížením (více než 2krát) tavení železa a oceli na Ukrajině . Prudký pokles výroby nerostných výrobků pro stavebnictví plně odráží krizový stav ekonomiky. Omezení těžby za účelem těžby nerostů je samozřejmě přínosem z hlediska životního prostředí, konkrétně snížení tlaku člověka na životní prostředí. Trvale vysoká poptávka po stavebních materiálech a ekonomická nevýhodnost jejich přepravy na velké vzdálenosti z jiných regionů Ukrajiny však předurčují k potřebě rozvíjet vlastní surovinové základny nerostných surovin v rozumných mezích a v souladu s legislativou životního prostředí.

Minerální vlna vděčí za svůj vzhled sopečné erupci a Edwardu Perrymu, anglickému inženýrovi. Právě on upozornil na skutečnost, že při erupci dochází nejen k vymrštění lávy a popela, ale také k tvorbě nejjemnějších vláken roztavené a zmrzlé strusky. Z různých takových vláken byl získán vynikající tepelně izolační materiál s vlastnostmi zcela netypickými pro čedič. Zjednodušeně řečeno, minerální vlna je kámen s vlastnostmi přikrývky, kterou lze srolovat, omotat, omotat kolem něčeho, stlačit, řezat atp.

Výroba minerální vlny

První pokusy o zavedení výroby minerální izolace na bázi čedičového vlákna byly učiněny již v polovině 19. století. Ale pro nízkou efektivitu technologického postupu a výjimečnou škodlivost výroby v té době musel být opuštěn až do 80. let 19. století.

Podstata moderní výrobní technologie je obecně totožná s tou původně vynalezenou. S tím rozdílem, že jako suroviny mohou působit nejen horniny jako čedič, dolomit, diabas, vápenec, ale i struska vzniklá jako výsledek vysokopecní metalurgie.

K výrobě skelné vaty se používá směs vápence, sody a písku, případně rozbité sklo. Předem připravená směs se zahřeje na teplotu 1300-1500 °C a umístí do odstředivky. Poté je horká směs při vysoké rychlosti rozrušována speciálními válci. Výsledkem jsou miliony nejjemnějších kamenných nití, které jsou ve speciálních formách smíchány s pojivem, kterým je formaldehydová pryskyřice.

Čedičová izolace ve stavebnictví

Izolace na bázi minerálních vláken je právem považována za nejuniverzálnější možnost tepelné izolace. Tento materiál má dlouhou životnost a díky tomu se používá tam, kde je vyžadována dlouhodobá a spolehlivá tepelná izolace.

Je široce používán v moderním stavebnictví. Jedinečné vlastnosti minerální vlna výrazně rozšiřuje rozsah jeho použití, což z něj činí nepostradatelný materiál pro tepelnou izolaci vícepodlažních budov, výstavbu střech průmyslových budov, izolaci venkovských chalup atd. Minerální vlna je také široce používána pro tepelnou izolaci zařízení a potrubí v období podzim-zima.

Výrobci jako ROCKWOOL a ISOVER vyrábějí své produkty v souladu s požadavky evropských bezpečnostních norem. Moderní minerální vlna patří do třídy nehořlavých materiálů a je schopna aktivně odolávat šíření plamene, a proto může být použita jako protipožární izolace a protipožární ochrana, chránící konstrukci před vystavením vysokým teplotám až do 1000 ° C.

Tato charakteristická vlastnost minerální vlny umožňuje její efektivní využití pro tepelnou izolaci potrubí a jiných objektů s vysokými provozními teplotami.

Minerální vlna se používá jako tepelně izolační materiál v různých oblastech stavebnictví:

izolace všech typů střech, včetně plochých střech;
aplikace ve vnějším zateplovacím systému;
pro zateplení odvětrávaných fasád;
izolace vrstveného zdiva a sendvičových panelů;
tepelná izolace konstrukcí trupu lodí a prostor lodí;
tepelná izolace potrubí při teplotách od -120 do +1000 °C;
požární ochrany stavebních konstrukcí a ventilačních systémů.

Pro instalaci v místech, kde je minerální vlna během instalace nebo provozu vystavena velkému zatížení, se vyrábí tuhá čedičová izolace. Pevnost v tlaku takové tepelné izolace se mění v závislosti na hustotě a obsahu pojiva.

Vyrábějí také různé modifikace, skládající se ze dvou vrstev různé hustoty a doporučované pro zateplení odvětrávaných fasád. Taková tepelná izolace se instaluje hustší částí směrem ven (ze strany větrací mezery) a méně hutnou částí směrem ke stěně budovy.

Hlavní vlastnosti izolace z minerální vlny

Tepelná izolace

Minerální vlna je vysoce pevný tepelně izolační materiál. Chaotická struktura uspořádání čedičových vláken zajišťuje odolnost minerální vlny vůči mechanickému zatížení. Přísně normovaným ukazatelem pro střešní a fasádní zateplovací systémy je pevnost materiálu v tlaku. U kamenné vlny se při desetiprocentní deformaci pohybuje od 5 do 80 kPa. Tvarová stálost a vysoká strukturální pevnost čedičové izolace poskytuje trvanlivou a spolehlivou izolaci konstrukcí. Při dodržení instalační technologie a provozního řádu může izolace vydržet až 70 let.

Vodoodpudivé vlastnosti

Jednou z nejdůležitějších vlastností minerální izolace jsou její vodoodpudivé vlastnosti, které zabraňují pronikání vlhkosti do vzduchových pórů materiálu a v důsledku toho zvyšují součinitel tepelné vodivosti. Tato výhoda minerální vlny ji činí nepostradatelnou pro izolaci místností s vysokou vlhkostí, jako jsou vany nebo sauny, sportovní zařízení a stravovací zařízení.

Zvuková izolace

Kromě tepelně izolačních vlastností má čedičová izolace vynikající zvukově izolační vlastnosti, zabraňující šíření zvukových vln mezi sousedními povrchy stěn. Je ideální pro instalaci mezi desky sádrokartonu ve stěnách.

Paropropustnost

Jedna z důležitých vlastností minerální vlna lze nazvat vysokou paropropustností. Je schopen volně propouštět přebytečnou vlhkost obsaženou ve vzduchu, přičemž zůstává suchý a bez ztráty tepelně izolačních vlastností.

Chemická odolnost

Mezi nejdůležitější výhody čedičové izolace, které určují její konkurenceschopnost, patří odolnost proti chemickému napadení. Čedičové vlákno je chemicky pasivní médium, které nevyvolává korozi kovových konstrukcí v kontaktu s ním. Ze stejných důvodů není náchylný k hnilobě a tvorbě hub a plísní.

Šetrnost k životnímu prostředí

Navzdory obecnému přesvědčení není důvod se obávat uvolňování fenolu při provozu čedičové vlny. Faktem je, že během výrobního procesu je fenol zcela neutralizován. To posloužilo jako základ pro mezinárodní klasifikaci čedičových izolací jako materiálů nejšetrnějších k životnímu prostředí.

Vlastnosti izolace dřevěných domů minerální vlnou

Minerální vlna je jediná izolace, která je vhodná pro dřevostavby. Díky své struktuře tvoří prodyšnou vrstvu - na rozdíl od těsnící izolace, která vytváří efekt termosky.

Vzhledem k tomu, že kamenná vlna je nehořlavý stavební materiál, zabrání šíření požáru. Naopak pěnový polystyren (pěnový polystyren), oblíbený pro svou nízkou cenu, uvolňuje plyn, který je při hoření pro člověka smrtelný.

Hlodavci, pravděpodobnost, že se s nimi setkají v dřevěných domech, není vůbec vyloučena, jsou k čediči zcela lhostejní, ale pravidelně ničí izolaci vyrobenou z organických látek.

Video ukazuje proces výroby minerální vlna.

Pokračujeme v sérii publikací o nerostné surovinové základně průmyslu stavebních hmot v regionech naší země. Informace laskavě poskytl Ústřední výzkumný ústav geologie nerudných nerostů (Kazaň).

KRASNODARSKÝ KRAJ

Území Krasnodar je jedním z největších subjektů jižního federálního okruhu, kde se provádí 38 % objemu prací provedených v tomto okrese na základě stavebních zakázek (44 548,3 milionů rublů v roce 2003). Průmysl stavebních hmot na Krasnodarském území zaujímá 4. místo (8,1 %) v odvětvové struktuře průmyslové výroby po potravinářském průmyslu, elektroenergetice, strojírenství a kovoobrábění. Krasnodarský kraj je na druhém místě v Rusku ve výrobě stavebních cihel, na čtvrtém místě ve výrobě cementu a na pátém místě ve výrobě prefabrikovaných železobetonových výrobků a konstrukcí.

Nerostná surovinová základna průmyslu stavebních hmot v regionu, reprezentovaná zásobami a zdroji stavebního kamene, písků a štěrkopísků, stavebních a silikátových písků, cementářských surovin, uhličitanových hornin pro výrobu vápna, sádry, cihel a keramzitu, vytváří příznivé podmínky pro úspěšné fungování stavebního komplexu (tab. 1).

Státní bilance cementářských surovin v Krasnodarském kraji zohledňuje 6 ložisek, z toho 5 ložisek opuky a jedno ložisko hydraulických přísad (opka). Celkové průmyslové zásoby k 1. lednu 2004 jsou 744,4 mil. tun pro opuky a 86,8 mil. tun pro opuky.

Na vývoji je zapojeno 5 ložisek, jedno opukové ložisko je ve Státní rezervaci. Celkové průmyslové zásoby rozvinutých ložisek jsou 582,7 mil. tun, z toho 495,9 mil. tun opuky a 86,8 mil. tun opuky. Produkce v roce 2003 činila 4 918 tisíc tun (43 % produkce v Jižním federálním okruhu), z toho opuky - 4 546 tisíc tun a opuka - 372 tisíc tun Těžbu a zpracování cementářských surovin v roce 2003 prováděla Novoroscement OJSC a "Verkhnebakansky cementárna".

OJSC Novoroscement zahrnuje tři cementárny. Surovinovou základnou závodů Proletary a Oktyabr je ložisko opuky Novorossijsk 1+3; Cementárna Pervomaisky rozvíjí ložisko opuky Novorossijsk 4. Nižněbakanský lom funguje na bázi ložiska Bakansky opokka. Celkový objem výroby v roce 2003 činil 4081 tisíc tun opuky a 194 tisíc tun baněk, na jejichž základě bylo pro spotřebitele na Krasnodarském území a dalších regionech vyrobeno 5719 tisíc tun slínku a 2649 tisíc tun cementu. Sortiment vyráběného portlandského cementu je extrémně široký: portlandský cement M-500, portlandský cement M-bOO, portlandský cement na azbestocementové výrobky, cementový cement, rychle tvrdnoucí, síranovzdorný.

Surovinou Verchnebakansky Cement Plant OJSC je ložisko opuky Verkhnebakansky, kde bylo v roce 2003 vytěženo 251 tisíc tun opuků, z toho 164 tisíc tun síranovzdorného portlandského cementu.

Celkový objem výroby cementu v roce 2003 na Krasnodarském území činil 2812,9 tis. tun, tj. 42,5 % jeho produkce v jižním okrese.

Právo na rozvoj ložiska opuky Novorossijsk 2 náleží společnosti Atakaycement LTD CJSC; v roce 2003 podnik neprováděl těžbu a nevyráběl cement.

Zásobování stávajících těžařských podniků surovinami přesahuje 100 let.

V regionu jsou čtyři ložiska sádrovce (Shedokskoye, Besleneevskoye, Peredovskoye, Peredovskoye II) s celkovými zásobami průmyslových kategorií 62 410 tisíc tun, z nichž jedno - Shedokskoye - se zásobami 27 687 tisíc tun vyvíjí OJSC Kubna Gyps . Toto ložisko je jedním z 12 nejvýznamnějších nalezišť v Rusku. Výroba sádrového kamene v roce 2003 činila 510 tisíc tun (7,8 % produkce v Rusku). Jeho hlavním spotřebitelem je ZAO Belgorodsky Gypsum.

Sádra se používá k výrobě sádrových pojiv (stavební sádra) a přísad do různých druhů cementu, navíc v malém množství lze použít jako obkladový kámen pro vnitřní obklady budov. Nejpoužívanější je stavební sádra, získaná pálením sádrového kamene. Používá se pro omítací a dokončovací práce, výrobu sádrokartonových příček, zvukotěsných desek atd. Stavební sádra musí splňovat požadavky ST SEV 826-77, která omezuje dobu tuhnutí, stupeň broušení a pevnost v tlaku. Vysokopevnostní sádra se používá pro výrobu sádrového betonu, stavebních dílů a výrobků. Sádrové suroviny musí splňovat požadavky GOST 4013-82.

Základ nerostných surovin stavebního kamene na území Krasnodar zahrnuje 31 ložisek s celkovými zásobami průmyslových kategorií 261,4 milionů metrů krychlových. m. Průmysl vyvinul 19 ložisek, z nichž 13 bylo vyvinuto v roce 2003. Celkový objem produkce byl 1813 tisíc metrů krychlových. m. Stavební kámen představují vápence, lasturové vápence, pískovce, opuky. Největší objemy stavebního kamene těží Medvezhya Gora OJSC na ložisku vápencových konglomerátů Derbent; vedení lomu "Anapskoye" na ložisku Vešelenský shell rock; stavební řízení č. 12 UMR - 406 na ložisku opuky Sheskharis; JSC "Avtoban" na ložisku Kobzinskoye konglomerátu, štěrku, pískovce; pobočka LLC "Magistral - Kavkaz" v lokalitě lomu JSC "Nerud - as" ložiska opuky Aderbievskoye Ložisko vápence Neberdzhaevskoye II a ložisko vápencového konglomerátu Medvezhyegorskoye jsou připravovány k rozvoji.

ROSTOVSKÝ KRAJ

Rostovská oblast je jedním z největších subjektů jižního federálního okruhu. Je na 2. místě v okrese z hlediska obsazeného území (po Volgogradské oblasti) a počtu obyvatel (po Krasnodarském území). Z hlediska objemu průmyslových výrobků vyrobených v roce 2003 - 119,9 mil. rublů se kraj řadí na 1. místo v okrese (26,3 %).

Základem vědeckého, technického a ekonomického potenciálu kraje je strojírenský (23,9 %), palivový a energetický (17,9 %) areál a potravinářský průmysl (23,1 %).

Zde se provádí 14,7 % objemu prací provedených v okrese ve výstavbě (17025,4 milionů rublů v roce 2003). Podíl průmyslu stavebních hmot kraje na odvětvové struktuře průmyslové výroby je 3,6 %.

Rostovský region zaujímá 2. místo v okrese ve výrobě stavebních cihel, prefabrikovaných železobetonových konstrukcí a výrobků a 4. místo ve výrobě cementu.

Nerostnou surovinovou základnu stavebních materiálů v Rostovské oblasti představují zásoby cementářských surovin, uhličitanové horniny na vápno, jíl-sádrovec, stavební a pilové kameny, žáruvzdorné jíly pro stavební výrobky, keramzitové suroviny atd. (Tabulka 2 ).

V jižním federálním okruhu vyniká Rostovský region zásobami a výrobou stavebního kamene. Je zde soustředěno 47,8 % průmyslových zásob a 44,5 % produkce okresu. Kámen představují usazené horniny - pískovce a vápence, ze kterých se získává drť vysoké a střední pevnosti.

K 1. lednu 2004 bylo v kraji 82 ložisek stavebního kamene s celkovými průmyslovými zásobami 865,0 mil. m3. m (tabulka 1), z toho 49 je zapojeno do zástavby s celkovými zásobami kategorie A+B+C1 - 335,6 mil. m3. m, nicméně v roce 2003 bylo vyvinuto 22 ložisek. Produkce činila 3 363 tisíc metrů krychlových. m

Největší objemy stavebního kamene těží Volgodon OJSC na ložisku Zhirnovskoye (vápenec); JSC "Apanasovskoye" na ložisku Provalskoye II (vápenec); Silniční podnik "Put" v pískovcových ložiskách Malo-Gnilushanskoye, Ayutinskoye I; JSC "Boguraevnerud" na ložiskách Bogurayevskoye (vápenec) a Repninskoye (pískovec); JSC "Nerudprom" na pískovcovém ložisku Martynov Kurgan a další.

V nerozděleném fondu je 33 vkladů. Jejich celkové rezervy kat. A+B+C1 činí 529,4 milionů metrů krychlových. m

Ve stavebním komplexu oblasti jsou horniny hojně využívány k výrobě pilového kamene. Použití pilových kamenů a bloků je efektivní v různých klimatických, seismických a ekonomických podmínkách. V průmyslu se používají především organogenní a organogenně-chemogenní ooliticko-skořápkové vápence odrůdy.

V souladu s požadavky GOST jsou stěnové kameny a bloky rozděleny do tříd v závislosti na jejich pevnosti v tlaku - od 4 kgf / m2. cm pro kameny a od 25 kgf/sq. cm pro bloky do 400 kgf/sq. cm.

V Rostovské oblasti jsou ve Státní rozvaze zohledněny 4 ložiska pilin, reprezentovaných lasturovým vápencem. Celkové zásoby kategorií A+B+C1 k 1. 1. 2004 činí 2918 tisíc metrů krychlových. m (5,1 % zásob okresu). Vyvíjejí se dvě ložiska: Bolshelogskoye (Stroymaterialy LLP) a Proletarskoye II (Donstroymaterialy LLC). Celková produkce v kraji v roce 2003 činila 28 tisíc metrů krychlových. m, neboli 15,2 % výroby pilového kamene v jižním federálním okruhu.

V Rostovské oblasti 3 ložiska žáruvzdorných jílů s celkovými zásobami kat. A+B+C1 14057 tis. tun (97,3 % zásob okresu). Na vývoji jsou zapojena dvě ložiska, jedno patří do státní rezervace.

Žáruvzdorné jíly se používají především k výrobě hrubých keramických výrobků (kyselinovzdorné výrobky, kanalizační trubky, drenážní trubky, dlaždice atd.).

Neexistují jednotné požadavky na kvalitu surovin pro hrubou keramiku, regulované státními normami. Vhodnost je dána kvalitou hotových výrobků. Pro výrobu kyselinovzdorných výrobků se používají málo spékavé, středně plastické žáruvzdorné jíly. Neměly by obsahovat vměstky pyritu siřičitého, sádrovce a železnatých sloučenin a obsah uhličitanů Ca a Mg by neměl překročit 3 %. Pro výrobu kanalizačního potrubí a podlahových dlaždic se používají žáruvzdorné jíly, které mají plasticitu, jednotné složení a nízkou teplotu spékání a rozsah spékání minimálně 200 °C. Při vypalování by hlína měla vytvářet hustý slinutý střep bez deformací, skvrn, tavenin nebo skvrn.

V roce 2003 bylo těženo jedno pole - Vladimirovskoye, které je zařazeno na seznam nejdůležitějších polí v Rusku. Vyvíjí ho společnost Vladimirovsky Refractory Clay Quarry OJSC. Jeho zásoby jsou 10 912 tisíc tun (2,6 % zásob Ruska, resp. 75,5 % zásob okresu). Výroba v roce 2003 činila 255 tisíc t. Jíly se používají na výrobu technického a elektroporcelánu, poloporcelánu, fajáns, kyselinovzdorných a tepelných kyselinovzdorných obkladů, dlažeb a pro vnitřní a vnější obklady, kanalizační potrubí, žáruvzdorné a vysokopevnostní kyselinovzdorné lícové cihly. Podnik je zásobován surovinami na 28 let.

V Rostovské oblasti je pět ložisek jílu a sádrovce s celkovými průmyslovými zásobami 4107 tisíc tun, všechna jsou ve Státní rezervaci.

Státní bilance cementářských surovin v Rostovské oblasti zohledňuje 1 ložisko karbonátových hornin (opuků), které se nachází ve Státní rezervaci. Zásoby ložiska podle průmyslových kategorií k 1. 1. 2004 činí 25,9 mil. tun.

Nerostná surovinová základna průmyslu stavebních materiálů na Krasnodarském území a Rostovské oblasti vytváří poměrně příznivé předpoklady pro uspokojování vnitřních potřeb stavebního komplexu a export stavebních materiálů na regionální a federální trhy.

[Grafické materiály:

Tabulka 1 Nejdůležitější druhy minerálních stavebních surovin v Krasnodarském kraji

Tabulka 2 Nejdůležitější druhy nerostných stavebních surovin v Rostovské oblasti

NAŠE POMOC

Federální státní jednotný podnik Centrální výzkumný ústav geologie nekovových nerostů (FSUE "TsNIIgeolnerud") je základní vědeckou organizací Ministerstva přírodních zdrojů Ruské federace v oblasti geologického studia, reprodukce a využití nerostné základny nerudných surovin. nerostů a poskytování vědecké a metodické podpory pro geologické průzkumné práce (Nařízení Ministerstva přírodních zdrojů Ruska N 144-r OT 24.03.2003).

Ústav byl založen v roce 1945 jako součást Kazaňské pobočky Akademie věd SSSR. V roce 1963 vstoupila do systému Výzkumného ústavu Státního geologického výboru SSSR (od roku 1965 Ministerstvo geologie SSSR), v roce 1972 byla instituce reorganizována na Všesvazový vědeckovýzkumný ústav geologie nerudných nerostů ( jako součást ministerstva geologie SSSR s funkcemi vedoucího pro nekovy) a od roku 1992 se stal Ústředním výzkumným ústavem geologie nerudných nerostů ruského ministerstva přírodních zdrojů.

Základní a aplikovaný výzkum se provádí v TsNIIgeolnerud. Spektrum těchto studií je široké: geologie, prognózování, vyhledávání a hodnocení ložisek nerudných nerostů. Ústav také provádí kontrolní a rozhodčí funkce, prochází komplexním laboratorním výzkumem a technologickými zkouškami.

Ústav má několik středisek: geologicko-ekonomické, specializované počítačově-analytické a analyticko-technologické certifikační zkušební středisko.

Geologicko-ekonomické centrum zajišťuje vědeckou a metodickou podporu geologického průzkumu, zdůvodňování programů rozvoje a využití nerostné surovinové základny nerudných nerostů, zpracování návrhů právních a metodických dokumentů, podporu geologického průzkumu podloží a povolování využití podloží.

Specializované počítačové analytické centrum je nedílnou součástí federálního informačního a analytického systému Ministerstva přírodních zdrojů Ruska a zajišťuje Státní bance správu digitálních geologických informací a informací o nekovovém průmyslu.

Analytická a technologická certifikační zkušebna provádí komplex analytických, mineralogických a technologických prací na studiu a hodnocení nerudných surovin.

FSUE "TsNIIgeolnerud" má Osvědčení o státní akreditaci vědecké organizace N4109 ze dne 7. června 2002 (Ministerstvo průmyslu, vědy a technologie Ruska).

Tento článek pojednává o způsobech racionálního využití přírodních minerálních surovin Jakutska v technologii stavebních materiálů založených na inovativních přístupech. Možnost rozšíření sortimentu pojiv o vývoj a zvládnutí technologie výroby speciálních druhů cementu, kompozitních sádrových pojiv a účinných stavebních materiálů na jejich bázi je opodstatněná. Byla konstatována proveditelnost podpory inovativních projektů NEFU (cihelna, výroba autoklávovaného pěnového betonu a granulovaného pěnového skla - pěnový zeolit). Pro těžko dostupné oblasti severu je vhodné vytvoření rychle nasazené výroby těžkého a lehkého betonu, stěnových výrobků na bázi pórobetonu, dřevěného betonu a zemního betonu s využitím navrhovaných kompozitních pojiv na bázi portlandského cementu, sádry, vápna a aktivních Zvláštní význam mají minerální přísady z křemenného živcového písku, vypálených hornin a hornin obsahujících zeolit.

přírodní minerální suroviny

kompozitní pojiva

Konstrukční materiály

tradice a inovace

1. Strategie rozvoje průmyslu stavebních hmot Republiky Sakha (Jakutsko) na období do roku 2020 / Ministerstvo výstavby Republiky Sakha (Jakutsko). URL: https://minstroy.sakha.gov.ru/ (datum přístupu: 21.10.2017).

2. Vysvětlivka k přehledové mapě ložisek stavebních hmot Jakutské autonomní sovětské socialistické republiky v měřítku 1:2500000. T. 1 a 2. – M.: Asociace „Soyuzgeolfond“, 1988. – 421 s.

3. Berdov G.I., Ilyina L.V. Aktivace cementů působením minerálních přísad // International Journal of Applied and Fundamental Research. – 2010. – č. 9. – S. 55–58.

4. Bikbau M.Ya. Beton na bázi nanocementů: vlastnosti a vyhlídky / M.Ya. Bickbau, D.V. Vysockij, I.V. Tikhomirov // Betonové technologie. – 2011. – č. 11–12. – s. 31–34.

5. Montyanova A.N. Specifika zásypových prací na dole Mir těžařské společnosti diamantů ALROSA / A.N. Montyanová, D.S. Kirillov, I.V. Staub, E.V. Bildushkinov // Bulletin MSTU pojmenovaný po. G.I. Nosová. – 2012. – č. 4. – S. 10–14.

6. Rozhin V.N., Městnikov A.E. Pěnový beton na bázi rychle tvrdnoucího cementu z místních surovin Jakutska // Fundamental Research. – 2016. – č. 2–1. – s. 86–89.

7. Moderní problémy stavebnictví a podpory života: bezpečnost, kvalita, úspora energie a zdrojů. So. materiály III všeruské. vědecko-praktické conf. Jakutsk, Severovýchodní federální univerzita pojmenovaná po M.K. Ammosova [Elektronický zdroj]. – 2014. – s. 327–331. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=22217845 (Datum přístupu: 21. 10. 2017).

8. Moderní problémy výstavby a podpory života: bezpečnost, kvalita, úspora energie a zdrojů: sběr. Články IV Všeruské. vědecko-praktické Conf., věnované 60. výročí NEFU Engineering and Technical Institute. M. K. Ammosová. upravil Doc. A.E. Savvina [Elektronický zdroj]. – 2016. – s. 432–437. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=27590406 (datum přístupu: 21.10.2017).

9. Fedorova G.D., Matveeva O.I., Pavljukova I.R., Vasiljev I.G. Vysoce kvalitní betony pro mostní konstrukce a vodní stavby provozované v klimatických podmínkách Jakutska // Beton a železobeton - pohled do budoucnosti: vědecký sborník z III. všeruské (mezinárodní) konference o betonu a železobetonu (Moskva, 12.–16. května 2014) - T. 5. – Moskva: MGSU, 2014. – s. 72–85.

10. Kuba V.V., Egorova S.Yu., Egorova A.D. Faktory ovlivňující pevnost dřevěného betonu na bázi sádrocementovo-zeolitového pojiva // Průmyslové a občanské stavby. – 2016. – č. 8. – S. 42–45.

11. Bogdokumová S.V., Egorová A.D. Kompozitní sádrová pojiva využívající pálené horniny pro pěnobeton // Vědecká komunita studentů XXI století. Technické vědy: sběr. Umění. podle mat. mezinárodní XXVI stud. vědecko-praktické conf. – 2017. – č. 11(25). URL: http://sibac.info/archive/technic/11(25).pdf (datum přístupu: 29.10.2017).

Vývoj efektivních stavebních materiálů s využitím místní nerostné základny regionů je jedním z hlavních směrů inovativního rozvoje Ruské federace.

Je známo, že území Jakutska je bohaté na nerostné suroviny pro výrobu stavebních materiálů, které v současnosti nejsou plně využívány. S nástupem tržních vztahů v republice došlo k uzavření mnoha energeticky náročných výrob efektivních stavebních materiálů s využitím přírodních nerostných surovin: cihelny a továrny na keramzit. Stavebnictví proto zcela přešlo na používání těžkého betonu a dovážených tepelně izolačních materiálů a komponentů, což značně ovlivnilo zdražení stavby obecně. Oživení tradičních technologií a výroby založené na nových inovativních přístupech, které umožňují vyrábět kvalitní stěnové a tepelně izolační materiály z dostupných nerostných surovin a průmyslových odpadů, by se mohly stát základem pro výstavbu především energeticky efektivního dostupného bydlení.

Tento článek shrnuje výsledky výzkumu provedeného v posledních letech týmem katedry stavebních materiálů NEFU, ke studiu možnosti racionálního využití nerostných surovin Republiky Sakha (Jakutsko) - vápence, sádrovce, jílu suroviny, křemičito-živcový písek, horniny obsahující zeolit při zdokonalování tradičních technologií výroby stavebních hmot .

Vápence a hlíny

Pro výrobu hlavního sortimentu stavebních materiálů se nelze obejít bez minerálních pojiv - cementu, sádry a vápna. Hlavními tradičními druhy přírodních surovin pro výrobu cementu jsou vápenec, sádrovec a jíl.

JSC PA "Yakutcement" - vlajková loď republikového stavebnictví - je jediným výrobcem hlavního pojiva - portlandského cementu pro výrobu betonových výrobků a konstrukcí. Při výrobě místního portlandského cementu se používá vápenec a hlína z ložiska Sasaabyt, které se nachází v okrese Khangalas poblíž vesnice Mokhsogolloh.

Bilanční zásoby hlín, evidované Státní rozvahou Ruské federace, činí 10 942 tisíc tun, vápenec - 71 320 tisíc tun Provozní závod Jakutcement má všechny možnosti k výrobě stavebního vápna. Předchozí studie prokázaly, že testované vápno splňuje požadavky GOST 9179 „Stavební vápno“. Je třeba zdůraznit, že výroba stavebního vápna by umožnila organizovat nízkoenergeticky náročnou výrobu vápenopískových cihel a efektivních stěnových výrobků z plynového a pěnosilikátu, jakož i suchých stavebních směsí pro zdění a omítání stěn. , betonová řešení pro plnění studní v pilotových základech v podmínkách permafrostu.

Jednou z významných nevýhod portlandského cementu je ztráta jeho aktivity při dlouhodobém skladování. Ke ztrátě aktivity cementu dochází při jeho dlouhodobém dodávání do odlehlých oblastí vodní a silniční dopravou a nejčastěji v důsledku značného trvání zimního období před začátkem stavební sezóny (9 měsíců a více). V takových podmínkách je vhodné získat kvalitní kompozitní portlandský cement společným mletím předem dodaného slínku, jehož skladovatelnost je prakticky neomezená, s aktivními minerálními přísadami do 40 % hmotnosti pojiva z místních surovin. Výroba kompozitního cementu na místě výrazně zlevní stavbu díky výraznému snížení energetické náročnosti výrobních a dopravních nákladů.

Výzkum provedený specialisty NEFU ukázal, že pevnostní charakteristiky vzorků na bázi kompozitního portlandského cementu (slínek + aktivní minerální přísada + sádrový kámen) odpovídají pevnostním charakteristikám kontrolních vzorků vyrobených za použití portlandského cementu třídy CEM I 42.5B JSC PA "Yakutcement" (stůl).

Spálené kameny

Byla studována možnost využití pálených hornin při výrobě síranovzdorného betonu. Spálený skalní lom ložiska Kildyamskoye se nachází 30...32 km severozápadně od města Jakutsk. Jeho zásoby v kategorii A2 jsou 87,7 tis. m3, v kategorii C1 - 2,3 tis. m3.

Chemické a mineralogické složení vypálených hornin ložiska Kildyam obsahuje hm. % SiO2 - 81,00; A1203 - 9,61; K20 - 3,37; Fe203 - 3,26; Na20 - 1,27; CaO - 0,54.

Pro přípravu cementu odolného vůči síranům byly portlandský cementový slínek, síran vápenatý (přírodní nebo průmyslová sádra) a přídavek hlinitokřemičitanové pálené horniny rozdrceny na specifickou plochu 280-320 m2/kg. Výsledné vzorky cementového kamene byly vystaveny dlouhodobému působení síranů. Ze získaných experimentálních závislostí vyplynulo, že pevnost v tlaku vzorků ve standardním stáří s obsahem přísady 15 % má maximální pevnost 29 MPa, ve stáří 56 dnů se pevnost zvyšuje na 35 MPa.

Pevnostní charakteristiky vzorků vyrobených z kompozitního portlandského cementu na bázi slínku a aktivních minerálních přísad, MPa

Vyvinuté aditivum tedy zlepšuje vlastnosti betonu při úspoře portlandského cementu v betonu minimálně o 15 % hm. a zahrnuje i nevyužité minerální suroviny - vypálené horniny.

Proveditelnost výroby speciálních typů cementů v místě aplikace je zdůrazněna skutečností, že AK ALROSA v Mirném vyrábí ve vlastní brusírně síranovzdorný cement pro zásypové malty na bázi dováženého portlandského cementového slínku Yakutcement, horniny obsahující zeolit z ložiska Suntarskoye a místních nerostných surovin. Vědecký základ pro výrobu sulfátově odolného portlandského cementu byl vyvinut v předních ústavech republiky - YakutNIIProalmaz a YakutPNIIS.

Sádrový kámen

Nerostnou surovinovou základnu pro výrobu sádrovce představují dvě ložiska v Olekminském ulusu se zásobami kategorie A + B + C1 ve výši 11 251 tis.t. Ložisko Olekminskoje s bilančními zásobami sádrovce 9009 tis. Roční produkce je cca 20 tisíc tun. Sádrovna Olekminskij v současné době není v provozu. Sádrovec se těží v malých množstvích pro využití v zemědělství a výrobě portlandského cementu s dodávkou vodní dopravou do obce. Mohsogolloh. Společnost Yakutcement má proto každou příležitost k rozvoji výroby kompozitního sádrového pojiva (CGB).

Na rozdíl od konvenčních sádrových materiálů na bázi KGV je možné vyrábět efektivní stěnové produkty a panely se zvýšenou odolností proti vodě a mrazu pro nízkopodlažní stavby v drsném klimatu severu.

Na katedře stavebních hmot NEFU byly vyvinuty dva typy CGV: sádrocementovo-zeolitové (GCZV) a sádrovápenato-zeolitové (GIZV) pojivo se zvýšenou odolností proti vodě (tabulka), které mohou být vědeckým podkladem pro rozšíření sortimentu společnosti JSC PA "Yakutcement".

Na základě vyvinutých skladeb KGV je možné vyrábět konstrukční a tepelně izolační dřevobeton o objemové hmotnosti 700-800 kg/m3 a pevnosti v tlaku 2,5-3,5 MPa. Při výrobě lehkého betonu na bázi KGV pro venkovskou výstavbu lze využít doplňkové přírodní suroviny, jako je sláma a mech, a odpady ze zpracování dřeva - štěpky, kůra a piliny. Získané výsledky umožňují konstatovat, že použití stěnových výrobků na bázi kompozitních sádrových pojiv v nízkopodlažní výstavbě je perspektivní.

Hliněné suroviny

V sovětských dobách bylo pro průmyslový rozvoj připraveno 27 ložisek cihlářských surovin, jejichž celkové bilance v kategoriích A + B + C1 činí 49 648 tis. m3, 19 ložisek keramzitových surovin s celkovými zásobami v kategoriích A + B + C1 ve výši 30 289 tis. m3, jedno (Kangalasskoye) ložisko žáruvzdorných jílů se zásobami kategorie A + B 81 tis. m3. Výroba cihel a keramzitu je však již dávno uzavřena, i když potřeba takových účinných materiálů existuje a každým dnem roste kvůli neustálému nárůstu objemu bytové výstavby.

NEFU převzal odpovědnost jako iniciátor a koordinátor projektu vytvoření cihelny s podporou prezidenta a vlády Republiky Sakha (Jakutsko).

Univerzita dnes poskytuje vědeckou a technickou podporu pro předprojektovou přípravu dokumentů, byly získány předběžné výsledky optimalizace složení, struktury a vlastností keramických cihel se zvýšenými konstrukčními a provozními vlastnostmi na bázi jílových surovin z ložiska Sannikovskoye za použití jemně mletého zeolitu a plastifikačních přísad. Výsledky výzkumných prací musí poskytnout ukazatele, které splňují požadavky GOST 530-2007 „Keramické cihly a kameny. Technické specifikace“, které vstoupily v platnost 1. března 2008 v Ruské federaci a blíží se evropským normám. Nové požadavky vylučují třídy cihel pro pevnost M75 a mrazuvzdornost F15, pro lícové cihly je spodní hranice třída M150.

Ve venkovských oblastech lze malé objemy hliněných surovin použít pro výrobu půdního betonu a stěnových výrobků na jeho bázi pro individuální nízkopodlažní výstavbu.

Quartzfeldspathic (říční) písky

Jedná se o 24 ložisek říčních písků pro stavební účely s neomezenými zásobami, z toho 9 ložisek v distribuovaném podloží. Zdroje byly předběžně odhadnuty na více než 40 polí s celkovou kapacitou více než 200 milionů metrů krychlových. m

Kromě tradičního použití písků jako jemného kameniva do betonu, jak ukazují výzkumy specialistů NEFU, je vhodné je použít při výrobě mechanicky aktivovaných suchých směsí pro výrobu široké škály betonových výrobků a konstrukcí, vč. pórobeton.

NEFU má dostatečné vědecké a praktické zkušenosti s výrobou autoklávovaného pěnobetonu z křemičito-živcového dostupného říčního písku. Inovační a technologické centrum zahájilo pilotní výrobu autoklávovaného pěnobetonu. Na jejím základě byly ve vesnici Jakutsk postaveny dvě devítipodlažní obytné budovy s vysokou energetickou účinností a řada samostatných domů. Nižnij Bestjakh, vesnice Olekminsk a další.

Dnes NEFU propaguje projekt na autoklávovaný pěnobeton s výrobou umístěnou v obci. Nižnij Bestjakh, následně v Lensk a Vilyuisk. Projekt je zaměřen na vytvoření pevnosti ve skupině čtvrtí za řekou pro výrobu účinných materiálů pro stavbu stěn pro zajištění výstavby zařízení sociální infrastruktury a individuálního bydlení.

Celkový investiční objem projektu je 112 milionů rublů s ročním objemem výroby 20 tisíc m3 a návratností výroby 4,3 roku.

V současné době NEFU společně se Suntarzeolite LLC a Modis LLC (Rybinsk) propaguje inovativní projekt organizace výroby granulovaného pěnového skla - pěnového zeolitu z hornin obsahujících zeolit z ložiska Suntarskoye. Volba zeolitu je dána dostupností a obrovskými zásobami přírodních surovin, nízkou energetickou náročností jeho zpracování díky „měkkosti“ původní horniny. K dnešnímu dni byly prozkoumány a potvrzeny zásoby 11 465 tisíc tun.

Fyzikální a mechanické vlastnosti penozeolitu odpovídají požadavkům TU 5914-001-15068529-2006 „Univerzální porézní tepelně izolační materiál UPM Termoizol“: objemová hmotnost je 150-350 kg/m3 v závislosti na frakci 0,5-10 mm, tepelná vodivost koeficient je 0,06-0,10 W/(m.K). Na bázi zeolitové pěny byly vyrobeny a otestovány vzorky lehkého betonu s následujícími charakteristikami: s průměrnou objemovou hmotností 400 kg/m3, třída betonu je B1,5, 500 kg/m3 - B2,5 a 600 kg/m3 - B3.5.

Celková výše požadovaného financování projektu je 65 800 tisíc rublů. Finanční prostředky budou použity na úhradu kapitálových investic ve výši 59 650 tisíc rublů a vytvoření počátečního pracovního kapitálu ve výši 6 150 tisíc rublů.

Závěr

Pro racionální využití přírodních minerálních surovin při výrobě stavebních materiálů v Jakutsku je vhodné vyvinout a používat jak tradiční, tak inovativní stavební technologie, včetně následujících:

Možnost rozšíření sortimentu výrobků JSC PA "Yakutcement" vývojem speciálních druhů cementu (síranovzdorný, expandující atd.), jakož i doprovodnou výrobou vápenných, sádrových a kompozitních sádrových pojiv;

Proveditelnost propagace inovativních projektů NEFU (cihelna na bázi jílových surovin z ložiska Sannikovskoye, výroba autoklávovaného pěnového betonu s použitím křemičito-živcového říčního písku, výroba granulovaného pěnového skla - pěnového zeolitu na bázi hornin obsahujících zeolit z ložiska Suntarskoye) s přihlédnutím k dostupnosti a vhodnosti nerostných surovin;

Technická a ekonomická efektivita vytvoření rychlé výroby těžkého a lehkého betonu, stěnových výrobků na bázi pórobetonu, dřevobetonu a zeminového betonu s využitím navržených kompozitních pojiv a lokálního kameniva pro nízkopodlažní výstavbu ve venkovských oblastech.

Bibliografický odkaz

Mestnikov A.E., Semenov S.S., Vasilyeva D.V. RACIONÁLNÍ VYUŽÍVÁNÍ ZDROJŮ NEROSTNÝCH SUROVIN JAKUTIE V TECHNOLOGII STAVEBNÍCH MATERIÁLŮ // Fundamental Research. – 2017. – č. 12-1. – S. 80-84;
URL: http://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=41983 (datum přístupu: 29.10.2019). Dáváme do pozornosti časopisy vydávané nakladatelstvím "Akademie přírodních věd"