
Пути экономии строительных материалов
Скачать реферат: Пути экономии строительных материалов |
|||
|
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 |
50—80 |
ТАБЛИЦА 2. СНИЖЕНИЕ РАСХОДА 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—1,2 |
Песок природный средний, |
5 |
5 |
Песок природный крупный, |
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 |
5 |
ТАБЛИЦА 3. ОТНОСИТЕЛЬНЫЙ РАСХОД ЦЕМЕНТА (%) В БЕТОНЕ ПРИ ИЗМЕНЕНИИ 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 |
М500 |
24 |
98 |
98 |
98 |
28 |
104 |
109 |
111 |
ТАБЛИЦА 4. ЭКОНОМИЯ МЕТАЛЛА ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ СТЕРЖНЕВОЙ АРМАТУРЫ РАЗЛИЧНЫХ КЛАССОВ
Класс арматуры |
Коэффициент приведения |
Экономия металла, % |
Класс арматуры |
Коэффициент приведения |
Экономия металла, % |
А-I |
1 |
О |
A-V |
2,2 |
54,7 |
Список использованной литературы:
1. Г.И. Горчаков, Строительные материалы, Москва, 1986
2. М.В. Дараган, Сокращение потерь материалов в строительстве, Киев, 1988
3. А.Г. Домокеев, Строительные материалы, Москва, 1989
4. А.Г. Комар, Строительные материалы и изделия, Москва, 1988