Реферат: Пути экономии строительных материалов
Министерство образования Украины
Киевский государственный университет строительства иархитектуры
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 направленияснижения энергетических затрат при производстве стали, цемента, сборногожелезобетона. Также описаны: основные источники потерь цемента при егопроизводстве, транспортировке, применении; эффективные направления снижениярасхода металла в железобетонных конструкциях; проблемы экономного расходованиялесоматериалов.
При изготовлении большинства строительныхматериалов основная часть затрат падает на сырье итопливо. На производство строительных материалови конструкций ежегодно расходуется около 50 млн. т условного топлива. В табл.1 приведен расход условного топлива на производство основных видов неметаллических строительныхматериалов и изделий. Наибольшая доля затрат на топливохарактерна для себестоимости металлов, цемента, пористых заполнителей, керамических стеновых материалов, стекла.
Экономия топлива достигается интенсификацией тепловых процессов исовершенствованием тепловых агрегатов, снижением влажности сырьевыхматериалов, применением вторичного сырья,промышленных отходов и других технологических приемов. При производстве сталинаиболее эффективной в тепловом отношении является кислородно-конвертерная плавка,основанная на продувке жидкого чугуна кислородом.Коэффициент использования теплоты в кислородных конверторах достигает 70%, чтонамного выше, чем в других сталеплавильныхагрегатах. Применение кислорода позволяет уменьшить на 5—10 % расход топлива и при мартеновскомспособе. Более полно используется теплота отходящих газов в двухванныхмартеновских печах. Прогрессивным способом является получение стали прямым восстановлением/> из руд, минуя доменный процесс. При этом способе отпадаютзатраты на коксохимическое производство, являющееся основным при доменномпроцессе.
В цементной промышленностиснижение затрат топлива достигается обжигом клинкера по сухому способу,получением многокомпонентных цементов, применением.минерализаторов при обжигеклинкера и различных типов теплообменных устройств, обезвоживанием шлама,низкотемпературной технологией, полной или частичной заменой глины такимипромышленными отходами, как золы, шлаки и др. Один из главных резервов снижениярасхода топлива в производстве цемента — уменьшение влажности шлама. Каждыйпроцент снижения влажности шлама позволяет уменьшить удельный расход топлива наобжиг клинкера в среднем на 117—146 кДж/кг, т. е. на 1,7—2 %. Удельный расходтеплоты на обжиг при сухом способе составляет 2900—3750 кДж/кг клинкера, а примокром в 2—3 раза больше. При введении в сырьевой шлам доменных шлаков или золТЭС расход топлива снижается на 15—18%. При выпуске шлакопортланд-цементаэкономия топлива дополнительно составляет в среднем 30—40 % по сравнению счистоклинкерным портландцементом.
В нашей стране разработанатехнология низкотемпературного синтеза клинкера с использованием в качествекаталитической среды хлористого кальция. Эта технология обеспечивает снижениезатрат теплоты на обжиг и помол клинкера на 35—40 % и такоежеповышениепроизводительности печей.
К энергоемким отраслямпромышленности строительных материалов относится и производство сборногожелезобетона. На 1 м^3 сборного железобетона в среднем расходуется более 90 кгусловного топлива. До 70 % теплоты идет на тепловую обработку изделий.Тепловую эффективность производства сборного железобетона можно существенноповысить, снизив тепловые потери, связанные с неудовлетворительным состояниемпропарочных камер, тепловых сетей, запорной арматуры и средств контролярасхода пара.
Непроизводительные потери теплоты уменьшаются приповышении теплового сопротивления пропарочных камер с помощью различныхтеплоизоляционных материалов и легких бетонов. Более экономичными по сравнениюс наиболее распространенными явными пропарочными камерами являются вертикальные, туннельные, щелевые,малонанорные камеры. В последних, например, расход пара на 30—40 % ниже, чем вямных.
Наряду с уменьшением тепловых потерь важнейшеезначение для экономии топливно-энергетических ресурсов в производствесборного железобетона приобретает развитие энергосберегающих технологий:применение высокопрочныхи быстротвердеющих цемситов,введение химических добавок, снижение температурыи продолжительности нагрева, нагрев бетонаэлектричеством и в среде продуктов сгорания природного газа и др. Ускорениютепловой обработки способствуют способы формования, обеспечивающиеприменение более жестких смесей и повышение плотности бетона, использование горячихсмесей, совмещение интенсивныхмеханических и тепловых воздействий на бетон. Ускорение тепловой обработки достигается при изготовлении конструкций из высокопрочных бетонов. Длительностьтепловой обработки бетонов марок М 600—М 800 можно снизить с 13 до 9—10 ч без перерасходацемента. Эффективной технологией ускоренного твердения является бескамерныйспособ, основанный на создании искусственного массива бетона пакетированием.Перспективны способы тепловой обработки бетона вэлектромагнитном поле и с применением инфракрасныхлучей. В южных районах страны удельные затраты теплоты на ускорение твердения бетона можно существенно снизить, используя солнечную энергию.
Впроизводстве керамических стеновых материалов и пористых заполнителейэффективным направлением экономии кондиционного топлива является применениетопливосодержащих отходов промышленности. Так, применение в качестветопливосодержащей добавки отходов углеобогащения позволяет экономить приполучении стеновых керамических изделий до 30 % топлива, исключаетнеобходимость введения в шихту каменного угля.
Наряду с экономией топливаснижение материалоемкости строительных изделий в большой мере достигаетсярациональным использованием исходных компонентов и в особенности таких, какцемент, сталь, древесина, асбест и др. Экономия этих материалов достигается навсех этапах их производства и применения.
Основным источником потерь цемента при его производствеявляется вынос в результате несовершенства пылеулавливающих устройств помольныхагрегатов. Перевозка цемента должна осуществляться в специализированныхтранспортных средствах. При транспортировании в цементовозах потери цементапри погрузочно-разгрузочных работах в среднем в 10 раз меньше, чем в крытыхвагонах, в 40 раз меньше, чем в открытом подвижном составе. Одна из причинперерасхода — смешивание используемых цементов различных марок и видов приотсутствии достаточного количества емкостей для их хранения. В этих случаяхвынужденно применяют расходные нормы для худшего из смешанных цементов, чтоприводит к их перерасходу на 6—8 %. Важное значение имеет применениекондиционных заполнителей бетона. Каждый процент загрязненности щебняравнозначен дополнительному расходу примерно 1 % цемента. В табл.2 приведеновозможное снижение расхода цемента при обогащении мелкозернистых песковукрупняющими добавками.
Нерационально применениецемента марки 400 для изготовления бетонов марок М 100 и М 150, а такжерастворов марок 50 и 75. В этих случаях значительное снижение расхода цементаможно достичь введением в бетонные и растворные смеси минеральных дисперсныхдобавок, например, золы-уноса ТЭЦ.
Большое значение дляэкономного использования цемента имеет обоснованный выбор области наиболее эффективногоприменения цемента с учетомего минералогического состава ифизико-механических характеристик. Например, для сборного железобетона,подвергаемого тепловой обработке, наиболее пригодны цементы с содержанием СзАдо 8%. Расход цемента увеличивается по мере роста его нормальной густоты(табл.3), поэтому желательно его применение с минимальной нормальнойгустотой.
На предприятиях попроизводству бетона и сборного железобетона значительная экономия цемента можетбыть достигнута при оптимизациисоставов бетонов, применениемсмесей повышенной жесткости с уплотнением на резонансных и ударныхвиброплощадках, предварительным разогревом бетонных смесей и выдерживаниемизделий после тепловой обработки, увеличением продолжительности тепловойобработки, расширением объема изготовления конструкций с минусовыми допусками,совершенствованием технологического оборудования и контрольно-измерительнойаппаратуры.
Одно из наиболее перспективныхнаправлений снижения расхода цемента — применение химических добавок. Такиетрадиционные химические добавки, как СДБ, позволяют снижать расход цемента на5—10%. Возможное снижение расхода цемента при применении новейших добавок суперпластификаторовсоставляет 15-25'%.Дополнительный источник экономии цемента при высокомкачестве бетона — применение статистического контроля прочности. Назначениетребуемой прочности бетона с учетом его однородности обеспечивает приповышенной культуре производства снижение расхода цемента на 5—10 %.
Экономияметалла — важнейшая народнохозяйственная задача. В настоящее время встроительстве ежегодно используется 31—33 млн. т. черныхметаллов, изкоторых 12—13 млн. т. расходуется на арматуру для железобетонныхконструкций, около 8 млн. т. на фасонный и листовой прокат для изготовленияметаллоконструкций и опалубочных форм и 11—12 млн. т. на трубы.
Самое эффективное направление снижения расходаметалла в железобетоне—применение для арматуры вы-сокопрочной стали. Арматурнаясталь разных классов и видов является в известных пределах взаимозаменяемой.Количество стали любого класса (Т) может быть выражено в условно эквивалентномпо прочности приведенном количестве стали класса А — I (Т')
/> (А)
где Кпр—коэффициентприведения стали данного класса к стали класса А-1.
В табл.4приведены значения коэффициента приведения и экономии металла прииспользовании арматурной стали различных классов.
Значительныйрезерв по экономии металла обеспечивается при изготовлении напряженнойарматуры из высоко прочной проволоки и канатов. Экономия металла достигаетсятакже при более точных расчетах конструкций в соответствии с действительнымиусловиями их работы под нагрузкой, приближением армирования к требованиямрасчета, оптимизацией конструктивных решений.
При изготовлении арматурных изделий для сборногожелезобетона экономию стали получают при сварке сеток и каркасов наавтоматических линиях с продольной и поперечной подачей стержней из бухт, прирасширении всех видов контактной сварки, безотходной стыковке стержней, в томчисле разных диаметров, изготовлении закладных деталей методом штамповки.
Существенная экономияметалла достигается при рациональном проектировании и использовании стальныхформ в промышленности сборного железобетона. На 1 м^3 железобетона в год наметаллические формы затрачивается 6—35 кг стали. Для интенсификациииспользования форм необходимо ускорение их оборачиваемости в технолегияеском потоке.
Освоение бетона высокихмарок — еще один важный резерв снижения расхода металла при производстве железобетона.Повышение марки бетона на одну ступень снижает расход стали примерно на 50кг/м^3.
При изготовлении металлических конструкций эффективноприменение легированных сталей, экономичных профилей металлопроката. Применениетрубчатых профилей в строительных конструкциях по сравнению с уголковыми даетэкономию до 30 %.
В строительстве все большеезначение приобретает проблема экономного расходования лесоматериалов.Прогрессивной тенденцией является максимальное использование вместо древесиныместных строительных материалов, а также арболита, фибролита, древесно-стружечных,древесно-волокнистых плит и др. На современных передовых деревообрабатывающихи лесопильных предприятиях предусматривается максимальная утилизация отходовпроизводства. Для несущих и ограждающих конструкций особенно в условияхагрессивной среды рационально применение клееной древесины. Применениедеревянных клееных конструкций в сельскохозяйственных производственных зданияхпозволяет в 2—3 раза снизить расход стали и вес зданий. Существенного сниженияматериалоемкости можно добиться совершенствованием конструктивных решенийклееных конструкций, использованием для них элементов из водостойкой фанеры.Применение фанеры позволяет сократить расход древесины на 20—40%, уменьшитьпотребность в клее в 1,5—2,5 раза.
ТАБЛИЦА 1.
РАСХОД УСЛОВНОГО ТОПЛИВА НА ПРОИЗВОДСТВО ОСНОВНЫХВИДОВ 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
ТАБЛИЦА2.
СНИЖЕНИЕРАСХОДА ЦЕМЕН ТА ПРИ ВВЕДЕНИИ УКРУПНЯЮЩИХ ДОБАВОК
Вид и модуль крупности (М) укрупняющих добмок Среднее снижение расхода цемента при обогащении природного песка с модулем крупности 1,5-2 1—1,2Песок природный средний,
Мк=2,1—2,5
5 5Песок природный крупный,
Мк=2,6-3,25
15 12 Каменный отсев классифицированный, Мк = 3—3,5 20 15 0тходы горно-обогатительных комбинатов классифицированные, Мк= 2,5-3 8 7 Шлаки ТЭЦ, Мк=2,5-3,5 5 5 Гранулированные шлаки 5 5ТАБЛИЦА 3.
ОТНОСИТЕЛЬНЫЙ РАСХОД ЦЕМЕНТА (%) В БЕТОНЕ ПРИИЗМЕНЕНИИ НОРМАЛЬНОЙ ГУСТОТЫ ЦЕМЕНТА
Нормальная густота цемента, % Огносительныи расход цемента, %, для бетона марок Нормальная густота цемента, % Относительный расход цемента, %, для бетона марок М200—М300 М400 М500 М200—М300 М400 М50024
25
26
27
98
100
102
103
98
100
102
105
98
100
103
107
28
29
30
104
105
107
109
112
118
111
115
129
ТАБЛИЦА 4.
ЭКОНОМИЯМЕТАЛЛА ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ СТЕРЖНЕВОЙ АРМАТУРЫ РАЗЛИЧНЫХ КЛАССОВ
Класс арматуры Коэффициент приведения Экономия металла, % Класс арматуры Коэффициент приведения Экономия металла, %А-I
А-II
А-III
A-IV
1
1,21
1,43
1,95
О
17
30,1
48,7
A-V
Ат-IV
Ат-V
Ат-VI
2,2
1,95
2,2
2,4
54,7
48,7
54,7
58,4
Список использованной литературы:
1. Г.И. Горчаков, Строительные материалы, Москва,1986
2. М.В. Дараган, Сокращение потерь материалов встроительстве, Киев,
1988
3. А.Г. Домокеев, Строительные материалы, Москва, 1989
4. А.Г. Комар, Строительные материалы и изделия,Москва, 1988