"Пути
экономии строительных материалов"


****JavaScript based drop down DHTML menu generated by NavStudio. (OpenCube Inc. - http://www.opencube.com)****





Экономия чернил
Составы бетонов,
производство блоков
 
Вступление
В этом материале 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.

ТАБЛИЦА 2.

СНИЖЕНИЕ РАСХОДА ЦЕМЕН ТА ПРИ ВВЕДЕНИИ УКРУПНЯЮЩИХ ДОБАВОК

ТАБЛИЦА 3.

ОТНОСИТЕЛЬНЫЙ РАСХОД ЦЕМЕНТА (%) В БЕТОНЕ ПРИ ИЗМЕНЕНИИ НОРМАЛЬНОЙ ГУСТОТЫ ЦЕМЕНТА

ТАБЛИЦА 4.

ЭКОНОМИЯ МЕТАЛЛА ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ СТЕРЖНЕВОЙ АРМАТУРЫ РАЗЛИЧНЫХ КЛАССОВ

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