Решение экологических проблем при производстве строительных материалов. Экологические проблемы производства строительных материалов

Усов Борис Александрович, к.т.н., доцент кафедры «Промышленное

и гражданское строительство» ФГБОУ ВО «Московский государственный машиностроительный университет (МАМИ)», [email protected]

Окольникова Галина Эриковна, профессор, к.т.н.,

Акимов Сергей Юрьевич, ст. препод., кафедра «Промышленное и гражданское строительство» Московского Государственного

Машиностроительного Университета (МАМИ)

ЭКОЛОГИЯ И ПРОИЗВОДСТВО СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Экология как наука об отношениях между человеком и окружающей природной средой воз-никла в конце XIX века и с тех пор с каждым десятилетием приобретает все большее значение.

Ключевые слова: экология, строительные материалы, промышленность

Ecology as the science of the relationship between humans and the natural environment had arisen at the end of the XIX century and since then, every decade has become increasingly important .

Keywords: ecology, construction materials, industry.

Экологические проблемы с отходами промышленности

Состояние окружающей среды и экологические проблемы непосредственно связаны с объемами промышленного производства, которое за XX столетие увеличилось более чем в 50 раз, и 4/5 этого роста пришлись на период с 1950 г.

Практически любое производство базируется на изъятии из недр земли природного сырья и его переработке в требуемый продукт, сопровождаемый образованием техногенных отходов и загрязнением ими природ-

ных сред. Количество образующихся техногенных отходов напрямую связано с объемами производства основного вида продукции и совершенством технологии ее получения.

Техногенные отходы загрязняют атмосферный воздух, занимают и загрязняют землю, грунтовые водоемы. Все отходы в зависимости от их токсичности подразделяются на четыре класса: I - чрезвычайно опасное вещество; II - высокоопасное вещество; III - умеренно опасное вещество; IV - малоопасное вещество. Отходы I класса опасности направ-

ляются на захоронение в «могильники» для бессрочного захоронения, менее опасные - в шлам - накопители, хвостохранилища, отвалы и т. д., под которые занято более 100 тыс. гектаров земли. Общее количество отходов, накопленных на этих отвалах, не поддается учету.

Выброс вредных веществ в атмосферу предприятиями промышленности строительных материалов осуществляется в виде пыли и взвешенных частиц (более 50% от суммарного выброса), а также оксида углерода, диоксида серы, оксидов азота и других веществ.

Из выбросов предприятий строительных материалов более 40% приходится на цементную промышленность, 18-20% - на производство кровельно-изоляционных материалов, 10% - на асбестоцементные производства, 15% - на нерудные строительные материалы, менее 10% - на производство бетонных и железобетонных конструкций и изделий.

Доля загрязняющих выбросов в атмосферу от промышленности стройматериалов России составляет 3,2% от общего количества загрязняющих выбросов. Основной объем, которых приходится на топливо-энергетический комплекс (48,4% -выбросов в атмоферу, 26,7% сбросов загрязняющих сточные водыи свыше 30% твердых отходов,). На цветную металлургию - 21,6%, состоящие из

твердых отходов(отвальные металлургические шлаки, хвосты обогащения руд вскрышные породы); черную металлургию (15,2% в виде 90млн.т, включая - 50 млн.т доменных шлаков, 22 млн.т - сталеплавильных, 4 млн.т - ферросплавных) некоторые химические производства - в виде шламов, отработанной соляной и серных кислот, дистерных жидкостеи и шламов аммиачно-хлоридных производств, кальцинированной соды, фосфогипса, фторогипса и т.д. -то есть главным образом отходы четвёртого класса, что допускает их размещение в производстве строительных материалов.

А в целом из указанных выше отходов - приводит к необходимости создания «вторичных», но уже техногенных месторождений.

Производство цемента является крупным источником образования оксида углерода: на 1 т цемента -1 т СО2, на 1 т клинкера - от 1,5 до 9,5кг оксидов азота, твердых частиц с дымовыми газами - от 0,3 до 1,0 кг/т. Хотя и значительная часть цементной пыли улавливается фильтрами и вновь направляется в печь.

Исследованиями установлено, что многие техногенные отходы по своему химико-минералогическому составу близки природному минеральному сырью и могут частично или полностью использоваться при производстве цементов, без клинкер-

ных вяжущих, заполнителей, что позволит сохранять природные ресурсы. Однако в ряде производств лишь незначительная часть потребляемых природных ресурсов превращается в требуемую конечную продукцию, а основное количество переходит в техногенные отходы.

На их удаление затрачивается в среднем 8-10% стоимости производимой продукции на складирование твердых отходов только от Московских предприятий по области требуется ежегодно выделение до 20га земли. И к тому же их транспортирование и складирование поглощают миллиарды рублей.

Поэтому использование таких отходов становится первоочередной мировой проблемой ресурсосбережения природного сырья.

Вместе с тем проблему наличия отходов возможно рассматривать и как огромное дополнительное богатство, если правильно их использовать.

В пользу этого приоритета свидетельствует, то обстоятельство, что - наиболее емким потребителем промышленных отходов различных отраслей являются крупные объёмы производства строительных материалов, поскольку многие отходы по своему составу и свойствам аналогичны природному сырью для их производства. Удельный вес сырья из них достигает более 50%.

Установлено, что промышленные отходы позволяют покрыть до 40% потребности строительства в сырьевых ресурсах. Кроме того промышленные отходы в ряде случаев позволяют на 10-30% снизить затраты на изготовление строительных материалов по сравнению с производством из природного сырья. Из промышленных отходов возможно создавать новые строительные материалы с высокими технико-экономическими показателями.

Однако рост массы перерабатываемых материалов сопровождается и значительным увеличением количества отходов, оказывающих отрицательное воздействие на биосферу.

Поэтому экологический критерий при отборе наиболее прогрессивных технологий становится решающим.

При этом важен поиск не только экономически и экологически эффективного производства, но главное их оптимального сочетания.

Решение экологических проблем окружающей среды в сфере производства строительных материалов осуществляется по следующим направлениям:

первое - выявление объемов и исследование характера отходов производства, загрязняющих окружающую среду, и их складирование с установлением путей их ликвидации действиями, направленными на дальнейшую их переработку.

второе - улавливание и утилизация вредных для окружающей среды твердых отходов с внедрением технологических решений по комплексной переработке такого сырья или использованию как вторичных продуктов других отраслей промышленности.

третье - создание экологически «чистых» безотходных технологий с полным исключением загрязнения окружающей среды.

Мероприятия по первому направлению в основном определены. Отходы либо подготавливаются к вторичному использованию, либо подлежат захоронению.

Широко развернуты работы по охране экологии по второму направлению: снижается энергоемкость производства за счет оснащения основных технологических агрегатов теплоутилизирующими установками и широкой подготовки различных отходов (шламов, шлаков, зол и т. д.) к повторному применению. То есть по отношению к промышленным отходам в материальном производстве воплощается уже новая ступень охраны экологии - идея комплексной переработки сырья. Например, при создании крупных металлургических или энергетических комплексов одновременно предусматривается подготовка отходов к использованию в производстве строительных материалов. Так появились и широ-

ко используются гранулированные металлургические шлаки для производства шлакопортландцемента, шлаковой пемзы, шлаковаты и т. д. Имеется опыт применения для этих целей и отвальных шлаков, флотационных хвостов и т. п.

Определился положительный опыт использования шлаков и в качестве заполнителя бетона, а бетонных отходов - в качестве низкомарочного вяжущего или в виде дробленого заполнителя для получения бетонов марок до 200 кг/см2. Но комплексное использование сырья в производстве строительных материалов и особенно при изготовлении самого распространенного и универсального материала - обычного бетона осуществляется еще недостаточно.

Таким образом, технологов строй-материальщиков из массовых неорганических промышленных отходов в первую очередь привлекают металлургические шлаки, топливные отходы (золы, шлаки), а также отвальные углесодержащие породы -отходы при добыче каменного угля. Сегодня успешно находят применение различные отходы пылевидного микрокремнезёма в виде ферросили-циума и др. соединений даже цветной металлургии. При производстве 1 т чугуна образуется около 0,7 т доменных (шлаковых) расплавов.

Однако, к сожалению, в производстве строительных материалов

используется лишь около половины шлаковых отходов; остальное - направляется в отвал. Часть отвальных шлаков применяют как щебень при строительстве дорог. Однако в связи с медленным остыванием непосредственных отходов - расплавов шлака в отвалах, содержащих ещё и примеси расплавленного железа и поэтому приобретающих высокую прочность, производство щебня сопряжено с очень высокими затратами (взрывными работами и очень дорогим дроблением).

С другой стороны из шлаковых расплавов возможно отливать различные изделия: закристаллизованную брусчатку, плиты для мощения улиц и тротуаров, бордюрные камни др. Из них же получают пористые заполнители (шлаковую пемзу), а путем управляемой кристаллизации ценные материалы - шлакоситаллы. Например, ситаллы - стеклокри-сталлические материалы или синтетические камни, отличающиеся от природных тонкозернистой равномерной микро- структурой, способствующей созданию материалов высокой стойкости и прочности. То есть, регулируя составы только расплавов возможно, получать синтетические материалы с заданным комплексом физических и химических свойств. Поскольку технология шлакоситал-лов подобна технологии производства изделий из стекла, то для их

производства пригодно оборудование стекольной промышленности. Кроме того из этих материалов изготавливают плиты для отделки стен и пола, панели для совмещенных кровель, навесные и самонесущие панели наружных стен, санитарно-техническое оборудование, трубы - для газификации, теплофикации, для химической промышленности и сельского хозяйства; столбы, ограды, долговечные скульптуры.

Вспученный шлакоситалл - пе-ношлакоситалл - хороший и дешевый теплоизоляционный материал. Сочетая шлаковую пемзу (термозит) с расплавами, отливают крупные блоки и изделия (шлаколит).

Весьма перспективно применение шлаковых расплавов для изготовления различных профилированных изделий взамен изделий из специально расплавляемых базальтов.

Из неполного перечня шлаковых материалов следует, что металлургические шлаки действительно особо ценный вид сырья.

Другие отходы: золы и топливные (котельные) шлаки образуются от сжигания сотен миллионов тонн каменных углей, горючих сланцев и торфа, насыщая атмосферу кислотными продуктами. Только от сжигания 1 т угля, получается от 100 до 250 кг топливных отходов. Хотя многие отрасли промышленности переходят на природные газы, а также на

газ, получаемый газификацией различных углей. Но и после газификации от 1 т угля остается от 0,2 до 0,4м3 шлаков и золы.

Всё это требует огромных площадей для захоронения.

Вместе с тем топливные отходы (шлаки и золы) являются хорошим сырьем для изготовления многих строительных материалов. Например, некоторые золы от сжигания горючих сланцев представляют собой вяжущие вещества, другие золы и шлаки используются для -получения легких бетонов (шлако-бетонов, золобетонов, особо легких «ячеистых» бетонов - газобетонов и пенобетонов).

Отходы «пустых» пород, извлекаемых из угольных шахт и состоящих из угольно-глинистых сланцев с содержанием в количестве 10-15% угля и сернистых примесей образуют от самовозгорания (с повышением температуры до 800-1000°С) - «горелые породы» - терриконы. Терриконы долгое время дымяться, преобразуясь из пустых пород в своеобразные шлаки, которые применяются подобно топливным отходам. Но чаще всего они представляют собой обожженные и вспучившиеся глины, из которых дроблением возможно получать аглопорит.

Другой вид - органические отходы и в частности - древесные отходы. В нашей стране ежегодно вырубает-

ся примерно 1/3 годового прироста древесины - это порядка нескольких сот миллионов кубических метров. При этом из каждых 5м3 срубленной древесины из леса вывозится около 4м3 бревен, а после их распиловки - получается менее 3 м3 пиломатериалов, остальное составляют отходы (долготьё, коротьё, горбыли, рейки, стружки, опилки). Выход пиломатериалов с учетом усушки в среднем составляет 55-60% объема бревна. Общее количество древесных отходов ежегодно составляет более 150 млн. м3. Из них в виде горбыля и реек - до 25%, а опилок - 10%. Ещё часть расходуют как топливо, остальное не используется

Если превратить эти отходы в стружку или целлюлозные волокна и смешать с синтетическими смолами, то могут быть получены древесностружечные или древесно-волокни-стые плиты и ценная добавка в бетоны в виде фибры.

Отходы сельского производства - костру (паклю) лубяных растений (льна, конопли и др.), солому и др. можно использовать для получения теплоизоляционных и звукоизоляционных плит, листов и плит для отделочных работ (полов, стен).

1. Применение отходов в производстве железобетона

Сегодня огромной промышленности строительных материалов является железобетон, для которого не хватает уже природных компонентов - кварцевого песка и гранитного щебня.

Наступивший XXI век должен быть веком бетона на основе техногенных отходов, что позволит не только утилизировать техногенные отходы, решит экологические, энергетические и природоохранные задачи, но и поднять технологию бетонов на новую эколого-экономическую ступень развития.

Вклад бетоноведения в решение экологических проблем рассматриваются в следующих направлениях:

Сокращение выбросов веществ, сопутствующих производству портландцемента и энергозатрат;

Сокращение расхода клинкерного цемента на 1м3 бетона без ухудшения его качества;

Замена клинкерной части цемента, а также природных заполнителей, техногенными отходами других производств, в том числе содержащих токсичные элементы, благодаря превращению их в нерастворимые вещества и консервации.

Сегодня отходы являются основой нового направления промышленности - химизации бетона с достижением у

него новых технических показателей. Так золы, шлаки и золошлаковые смеси, применяемые в бетоны лишь для замены части цемента, улучшают удобоукладываемость смесей, обеспечивают требуемую прочность и морозостойкость бетона до F = 100-300, снижают усадку и водопроницаемость. Зола повышает коррозионную стойкость железобетона и сульфатостой-кость обычного бетона, не влияя на его деформации ползучести, усадку и модуль упругости.

Приготовленную золошлаковую смесь (2) и шлак применяют взамен тяжелых заполнителей природного происхождения (песка, гравия и щебня), легких (пористых) заполнителей искусственного изготовления (керамзит, аглопорит и др.), природного происхождения (пемза, туф и др.) или в сочетании с ними.

Плотный шлак - раздельного удаления с последующим охлаждением расплава водой применим для обогащения мелких природных песков или в качестве щебня мелкой фракции - для тяжелых бетонов.

Пористый шлак - твердого удаления может служить крупным заполнителем в легких бетонах.

В настоящее время классификация и показатели свойств отходов вошли в нормативные документы. Так в соответствии с ГОСТ 25818 по виду сжигаемого топлива золы-уноса (золы сухого отбора) подразделя-

ют на антрацитовые (А), каменноугольные (КУ) и буроугольные, образующиеся в результате сжигания бурого угля (Б).

Золы-уноса (ЗУ) ТЭС применяют и в качестве компонента для изготовления тяжелых, легких, ячеистых бетонов и строительных растворов, а также в качестве тонкомолотой добавки для жаростойких бетонов. И в зависимости от области применения подразделяют на 4 вида: I - для железобетонных конструкций из тяжелого и легкого бетонов; II - для бетонных конструкций и изделий из тяжелого и легкого бетонов, строительных растворов; III - для изделий и конструкций из ячеистых бетонов; IV - для бетонных и железобетонных изделий и конструкций, работающих в особо тяжелых условиях (гидротехнические сооружения, дороги, аэродромы и др.).

По химическому составу золы-уноса делятся на 2 типа: кислые (К), содержащие окись кальция (СаО) до 10% по массе и основные (О), содержащие СаО более 10% по массе, в т. ч. у ЗУ топлива Б свободного СаОсв - не более 5% для I и II вида золы и не более 3% - для IV вида. Для III вида СаОсв не нормируется.

В обозначениях марок золы учитываются вышеизложенные сокращения.

Пример: ЗУ КУК-1 ГОСТ 25818 - каменноугольная (КУ), кислая (К),

зола-уноса (ЗУ) для изготовления железобетонных конструкций должна соответствовать следующим требованиям:

I I I - 6% и IV - 3%;

II и IV видов - не более 1,5% и III -3,5%; - Ппп для ЗУ кислых из КУ: I вида - не более 10%, II - 15%, III -7% и IV - 5%; из А: I вида - не более 20%, II - 25%, III и IV - 10%; из Б: I вида - не более 3% , II - 5%, III - 5% и IV - 2%; для ЗУ основных из Б: I,

III и IV видов - не более 3% и II - 5%. Удельная поверхность зол, м2/кг,

должна составлять для ЗУ кислых I и III вида не более 250, для ЗУ кислых II вида - 150 и для ЗУ кислых

IV вида - 300; для ЗУ основных I вида - 250, ЗУ основных II вида -200, ЗУ основных III вида - 150 и ЗУ основных IV вида - 300. Остаток на сите № 008, % по массе, должен составлять для ЗУ К I и I I I видов - не более 20%, ЗУ К II вида - не более 30% и ЗУ К IV вида - не более 15%; для ЗУ О I и II видов - не более 20%,

I I I вида - не более 30% и IV вида - не более 15%.

К сожалению, в России из (50 млн. т) общего объема образующихся зо-лошлаковых отходов лишь не более 11% приходится на долю золы-уноса.

Однако в мировой практике зола теплоэлектростанций ТЭС - эффективный компонент бетона в повышенных количествах (50-200кг/м3) (а для высокопрочных бетонов - микрокремнезем или его комбинация с золой) вводится в подавляющее большинство бетонов и рассматривается как обязательный компонент.

Зола вводимая в больших количествах, требует сокращения на ту же величину тех или иных компонентов бетона. Введение золы в бетонную смесь возможно взамен цемента или взамен песка. Эти способы взаимосвязаны (табл.1).

Таблица 1

№ состава Расход материалов, кг/м3 йсж, МПа

вода цемент песок щебень зола

1 190 330 650 1200 - 25

2 200 230 590 1200 100 18,7

3 190 230 730 1200 - 13,6

4 200 229 531 1200 100 25

Бетон с расходом золы 100 кг/м3 бетона (состав 2) может быть получен ее введением по обьёму как взамен цемента в состав 1 с расходом цемента 330 кг/м3, так и взамен песка в состав 3 с расходом цемента 230 кг/м3.

Изменения объемов вследствие повышения водопотребности смеси с золой и меньшей плотности золы (р3 = 2,1 г/см3) компенсируются повышением расхода песка. При этом введение золы взамен цемента может приводить к снижению прочности. Более эффективно введение золы взамен песка: если зола эффективна - прочность растет (в составе 4 - на 14%). На практике, как правило, обычно требуется сохранить прочность на постоянном уровне. Для чего частями золы заменяют цемент и песок.

Пропорции замены зависят от эффективности золы, качество которой количественно выражается коэффициентом эффективности (Кэ). Физический смысл его представляет - отношение масс сокращаемого цемента и вводимой золы, при сохранении постоянной прочности бетона. При использовании Кэ становится наглядным назначение состава бетона с золой. Так, Кэ=0,5 означает, что при введении в бетон, например, 100 кг золы для сохранения прочности расход цемента возможно сократить на 50кг и еще на 50кг -расход песка (при замене по массе). Если вводить золу в состав 1 (табл. 2) с целью получения равнопрочного бетона, то, приняв Кэ=0,31, получим состав 4 (замена по объему).

Таблица 2. Коэффициент эффективности некоторых зол

Расход цемента, кг/м3 Вид золы/условия твердения

Ангарской ТЭС(2) Буштырской ТЭС (3) Углегорской ТЭС(4)

пропари-вание нормальное тведение пропари-вание пропари-вание

240 0,39 0,46 0,5 0,39

300 0,31 0,36 0,4 0,42

350 0,2 0,79 0,33 0,45

400 0.2 0,25 0,5

Иногда более полезной оказывается «прочностная» интерпретация Кэ: отношение прироста прочностей при введении какого-либо количества золы и того же количества цемента. В этом случае Кэ определяется проще. Так как прочностной эффект увеличения расхода цемента на каждом производстве известен, то остается установить прочностной эффект от введения золы (взамен песка). В качестве примера можно воспользоваться данными табл. 1. Прочностной эффект от 100кг цемента - 11,4 МПа, а от 100кг золы -

5,1 МПа, откуда: Кэ = - = 0,45.

При использовании Кэ имеются и сложности, связанные с зависимостью его величины от расхода цемента, количества золы, режима твердения (приведенные выше значения Кэ справедливы для определенного расхода цемента).

Большинство российских зол имеет повышенную водопотребность, по-

этому Кэ понижается с ростом расхода цемента, а для зол низкой во-допотребности, пластифицирующих бетонную смесь, он может и повышаться. Вообще данные о зависимости Кэ от расхода цемента несколько противоречивы, поэтому его лучше определять экспериментально.

С ростом расхода золы эффективность её снижается и установление рассматриваемой зависимости становится трудоемким. Тогда возможно ограничиться одним расходом золы (например, 100-150 кг/м3), а больший Кэ при меньших расходах золы рассматривать как некоторый коэффициент запаса прочности. Такие составы могут быть в дальнейшем скорректированы по результатам производственного контроля прочности бетона.

Основным видом золы, вводимой в бетоны, является низкокальциевая зола ТЭС сухого удаления. Она представляет собой преимущественно силикатное стекло, а слагающий его аморфный кремнезем химически активен по отношению к Са(ОН)2, выделяющемуся при гидратации цемента (так называемая - пуццолани-ческая активность). Реакция между ними приводит к образованию высокодисперсных гидросиликатов

кальция (типа СаО8Ю^Н2О) с высокой вяжущей способностью взамен малопрочного Са(ОН)2, а измельчение частиц - к уменьшению размеров пор и снижению проницаемости. Все это улучшает структуру бетона. К сожалению, пуццолановая реакция (с аморфным кремнезёмом) начинается поздно (примерно в 7суточ-ном возрасте) и протекает медленно; основной ее эффект при нормальном твердении бетона проявляется к 3-месячному возрасту и интенсивное твердение бетона с золой наблюдается в более позднем возрасте - до года и более. В итоге прочностной эффект от введения золы и экономии цемента, определенные по 28-суточной прочности, оказываются ниже, чем для бетона большего возраста. Тем не менее этот «возрастной» эффект не теряется, а обусловит и дополнительный запас прочности, и пониженную проницаемость, а следовательно, повышенную долговечность такого бетона (разумеется, при условиях, способствующих продолжению гидратации в позднем возрасте).

Кроме пуццоланического эффекта, зола оказывает на бетон и значительное физическое воздействие, которое принято называть «эффектом микронаполнителя». В чистом виде он проявляется в повышении прочности при введении в бетон инертных порошков, например, молотого песка, пылевидных отходов дробления и

т.д. Его основой можно считать увеличение концентрации дисперсных частиц в цементном тесте-камне, что вызывает снижение его пористости. Другой аспект этого эффекта проявляется в бетонных смесях с низким расходом цемента, где имеет место явный дефицит дисперсных частиц. Введение золы его ослабляет или ликвидирует, в итоге улучшается зерновой состав цементно-песчаной составляющей, уменьшается расслоение бетонной смеси и повышается однородность бетона. Следует отметить, что «стабилизирующая» роль золы возрастает в связи с тенденцией применения в монолитом строительстве высокоподвижных смесей, с повышенной склонностью к расслоению.

При увеличении расхода цемента расслоение бетонной смеси снижается, но повышается тепловыделение твердеющего бетона, что может привести к образованию микротрещин уже на ранних стадиях твердения. Сокращение расхода цемента при введении золы снижает тепловыделение и вероятность образования термических микротрещин, что также улучшает структуру бетона. В массивном бетоне опасность микротрещин существенно возрастает, и положительная роль золы проявляется во всем диапазоне расходов цемента.

В бетон могут вводиться золы ТЭС, отвечающие определенным

требованиям, в первую очередь к их химическому составу. ГОСТ 2581891 нормирует: содержание СаО, МgО, БО3, щелочей, а также потери при прокаливании. Из показателей, определяющих эффективность золы, в бетоне для железобетонных изделий нормирована только удельная поверхность.

За рубежом в качестве основной характеристики зол для бетонов используется дисперсность. Принято считать, что именно дисперсностью определяются такие важные свойства зол, как водопотребность, пуц-цоланическая активность, микрона-полняющий эффект, потери при прокаливании. Ее оценивают по остатку на сите 45 мкм, считая, что удельная поверхность зол, содержащих пористые частицы, определяется неточно. Но зарубежные стандарты, например, европейские нормы EN-450 «Зола для бетона», наряду с химическим составом, нормируют не только дисперсность, но также индекс активности, характеризующий прочностной эффект золы в смеси с цементом. В ряде стандартов нормируется также водопотребность золы. По общему принципу - зола не должна повышать водопотребность бетонной смеси.

В то же время золы повышенной водопотребности могут оставаться достаточно эффективными в бетоне. Так введение 100 кг золы на 1м3 бетона взамен песка повысило проч-

ность на 14%, несмотря на рост водопотребности смеси на 10 л/м3.

Разумеется, золы с пониженной водопотребностью более эффективны, особенно в бетонах с повышенным расходом цемента.

Введение золы улучшает целый комплекс свойств бетонной смеси и бетона. Следует отметить, что это происходит одновременно со снижением расхода цемента в бетонах с золой в соответствии с Кэ. Бетонная смесь с золой при той же подвижности более пластична, легче перекачивается и заполняет формуемое пространство, что особенно важно при «трудных» условиях укладки. Затвердевший бетон с золой, имея пониженную проницаемость, повышает долговечность, защитное действие по отношению к арматуре затрудняя диффузию ионов хлора в бетон, а также коррозионную стойкость. Особенно резко повышается сульфатостойкость. Но эти эффекты достигаются при продолжительном влажностном уходе, что обеспечивает пуццолановую реакцию в поверхностном слое бетона, который ответственен за перечисленные свойства.

В то же время следует учитывать и некоторые негативные последствия введения золы в бетон. Прежде всего, замедляется твердение бетона в ранние сроки, особенно при пониженных температурах. В ряде случаев, особенно при значительных

расходах золы, возможно снижение морозостойкости бетона, что является сложной функцией расхода золы, длительности ухода за бетоном и возраста, в котором начинается воздействие мороза. Наконец, следует учитывать, что взаимодействие золы с Са(ОН)2 при пуццолановой реакции ведет к уменьшению щелочного резерва в бетоне, при больших расходах золы может возникнуть опасность его полного связывания и коррозии арматуры. Поэтому количество вводимой золы ограничивается.

ГОСТ 25818-91 предусматривает максимально допустимое отношение зола: цемент как 1:1 по массе.

Шлаки ТЭС, запасы которых исчисляются миллионами тонн, являются прекрасным сырьем для производства бетона. Они образуются из минеральной части углей, сжигаемых в пылевидном состоянии в топках котлоагрегатов.

Многие районы страны испытывают острый недостаток - природных песков, отвечающих требованиям действующих стандартов, поэтому строители вынуждены использовать очень мелкие пески с Мкр = 1,...1,2. Это неизбежно ведет к перерасходу цемента и снижению качества железобетонных конструкций. В последнее время мелкие природные пески обогащают попутными продуктами и отходами производства. Рациональное использование отходов расширяет

сырьевую базу строительства и снижает его стоимость.

Шлаки по зерновому составу представляют собой механическую смесь шлакового песка (крупность зерен 0,14-5 мм) и шлакового щебня (крупность зерен более 5мм). Плотность зерен шлака, образующихся в топках котлов, агрегатов с жидким шла-коудаленнем, находится в основном в пределах 2,3-2,5 т/м3; дробимость зерен фракшии 5-10 мм по методике ГОСТ 8269 составляет 20-25%, а прочность образцов-кубов с ребром 2см, выпиленных из куска шлака, достигает 150-200 МПа. То есть шлаки ТЭС применимы в качестве заполнителей бетонов высоких марок, вплоть до М700.

Учитывая высокое значение модуля крупности (Мкр) шлакового песка (3,05-3,96), топливный шлак раздельного удаления целесообразно использовать в качестве компонента, улучшающего гранулометрию мелких песков.

Шлаковый песок не имеет недостатков, присущих многим видам промышленных отходов - практически не содержит лещадных и игловатых зерен, илистых, глинистых и других вредных примесей. Некоторое количество пылевидных фракций, которое может содержаться в шлаках, не ухудшая свойств бетона, заметно улучшает реологические характеристики бетонной смеси.

Практика показала, что стабильная однородность и прочность бетона могут быть получены лишь при оптимальном дозировании, учитывающем гранулометрию исходного песка и добавляемого шлака. Методика расчета состава бетона, обеспечивающего получение оптимальной гранулометрии заполнителей и повышение плотности и прочности бетона, учитывает, что в составе топливного шлака содержатся не только песчаные фракции, но и более крупные зерна, заменяющие щебень. Кроме того, плотность зерен шлака ниже, чем традиционных заполнителей из твердых горных пород, поэтому, количество шлакового заполнителя должно быть меньше суммы масс кварцевого песка и гранитного щебня.

Структуры цементного камня с отходом кремнезема с микро- и на-норазмерными частицами

Сегодня широкое внимание технологов привлекает экологически весьма нежелательные отходы черной, цветной металлургии в виде силикатного «дыма», имеющих в своём фракционном составе даже наноразмерные частицы. Их захоронение требует помимо технологических операций подготовки и складирования ещё и закрытия поверхности гумусом с газоном для того, чтобы предотвратить дальнейшее пыление отходов в сухую или жаркую погоду.

При микро- и наноразмерных наполнителях цементного камня актуальны явления и механиз-мы, участвующие в структурообразовании от их введения как модификатора. Роль микро- и нано-размерных частиц в процессах модифицирования структуры цементного камня и бетона рассматривается в контексте с влиянием включений других их размерных масштабов.

В технологическом материаловедении каждый размерный масштаб «включения» частиц соотносится с соответствующим своим масштабным уровнем структуры, представляемым в виде двухкомпонент-ной подсистемы «матрица - включение». Это последовательно касается крупного, мелкого заполнителя, микронаполнителя, ультрамикро- и наноразмерных частиц. Каждый вид включения, «работая» в рамках своего масштабного уровня структуры, влияет на структуру всего материала (как композита). Последним, и это важно, предопределяется синергизм получаемых эффектов.

Необходимость системной количественной сбалансированности содержания включений разного размерного масштаба очевидна. Эта задача имеет отношение и к оптимизации дозировки микро- и наномодифици-рующих частиц.

Размерный масштаб следует рассматривать в качестве исходно-

го идентификационного параметра включений. С размерно-геометрическим и визуально экспрессфикси-руемым признаком, связаны многие идентификационные характеристики включений - удельная площадь поверхности, удельная поверхностная энергия, число частиц и число контактов частиц в единице их объема (см. таблицу 3), квантово-размерные эффекты и состояния частиц, предопределяющие проявление ими механических, физических и химических воздействий на процессы структуро-образования и эффекты преобразования структуры материалов.

Рассматривая возможные механизмы участия микро- и нанораз-мерных частиц в процессах струк-турообразования цементного камня и бетона, необходимо рассмотреть систему, в которой оказываются они изначально.

Это полидисперсные многофазные системы цементного теста со сложением исходных дисперсных частиц в упаковки определенной плотности. В них развиваются процессы смачивания, адсорбции, хемосорбции, пеп-тизации, растворения, гидратации, коллоидации, зародышеобразования и фазообразования с кристаллизацией и перекристаллизацией.

«Жизненный цикл» микро- и на-норазмерных частиц определяется сущностью и мерой вовлечения их в эти явления и процессы структу-рообразования. Это зависит от размерно геометрических и субстанциональных характеристик, дозировки микро- и наноразмерных частиц. В общем случае структурообразующее участие и преобразующее их влияние становиться результатом следующих взаимосвязанных механизмов.

Таблица 3.

Оценочные характеристики ний, вводимых в структуру бетона

Наименование включений Размер, Удельная поверхность, м2/кг Удельная поверхностная энергия, Дж/кг Число частиц в единице их объема (в 1м3) Число контактов частиц в единице их объема (в 1м3)

Крупный заполнитель 510_3-4^10-2 До 0,5 До 0,6 До 1104 До 9104

Мелкий заполнитель 510_4-5^10"3 До 24 До 30 До 5-106 До 4107

Микронаполнитель 510_6-2^10-4 До 300 До 400 До 11012 До 91012

Микрокремнезем 110"7-210-7 До 20 000 До 18 000 До 6-1018 До 4-1019

Наноразмерные частицы 210_9-4^10-8 До 200 000 До 250 000 До 2-1022 До 11023

Первым и общеизвестным является механизм, определяющий повышение плотности упаковки системы сложения дисперсных частиц, уменьшение общей ее пористости, изменение структуры пористости.

На стадии развития процессов смачивания, адсорбции, хемосорбции присутствующие в системе микро- и наноразмерные частицы способны за счет увеличения объема адсорбци-онно и хемосорбционно связываемой ими воды уменьшать объем капиллярно-связанной и свободной воды, приводить вследствие этого к изменению технологических реологических свойств цементного теста и бетонной смеси, к повышению их вязкости и пластической прочности.

На стадии коллоидации, зароды-шеобразования и фазообразования микро- и наноразмерные частицы способны выполнять роль центров кристаллизации и понижать энергетический порог этого процесса, ускорять его.

Одновременно проявляющимся эффектом влияния частиц как центров кристаллизации будет «зонирование» структуры твердения. Микрообъемы структуры твердения будут оказываться в поле энергетического, термодинамического влияния отдельных микро- и наночастиц, что будет сопровождаться формированием агломератов и кристаллитов из новых гидратных фаз. Размер,

объем, число агломератов и кристаллитов в единице объема будет предопределяться квантоворазмерным состоянием частиц, количественным их содержанием (дозировкой) в единице объема цементного камня и бетона.

Зонирование - как процесс и как результат процесса преобразования структуры цементного камня обеспечивает положительные явления для свойств бетона, поскольку имеет прямое отношение к характеристикам однородности - неоднородности структуры, площади границ раздела фаз и соответственно - к изменению условий работы материала под нагрузкой с точки зрения концентрации и локализации, формирования в нем напряжений и деформаций, условий зарождения и продвижения трещин.

Еще один принципиально важный механизм модифицирования структуры цементного камня при введении микро- и наноразмерных частиц связан с возможностью их непосредственного химического участия в гетерогенных процессах фазообразования гидратных соединений. Такая возможность определяется как субстанциональным признаком (химико-минералогическим составом) частиц, так и повышенными значениями удельной площади их поверхности и удельной поверхностной энергией.

Таким образом, характеризуя механизмы преобразующего влияния микро- и наноразмерных частиц на

структурообразование и структуру цементного камня и бетона, следует в общем случае иметь в виду пространственно-геометрический аспект (параметры системы сложения дисперсных частиц, плотность их упаковки, пористость и структура пористости, зонирование образования новой фазы), термодинамический и кинетический аспект (энергетическое облегчение процессов гидратации и твердения, их ускорение), кристал-ло-химический аспект (проявление частицами роли кристаллической затравки, фактор зонирования аморфно- кристаллической структуры, участие субстанции частиц в химико-минералогических процессах фазообо-разования), наконец, технологический аспект (влияние на водопотребность, изменение реологических характеристик формовочных смесей).

Однако возможности и мера реализации этих механизмов структу-ропреобразования цементного камня должны определяться видом, характеристиками и дозировкой микро- и наноразмерных частиц.

В этом ряду одним из самых приемлемых вариантов является использование наноразмерных частиц кремнезема по причине их доступности, возможности относительно простого и недорогого синтеза.

При общности рассмотренных механизмов преобразования структуры цементного камня микроразмерными

и наноразмерными частицами кремнезема существует принципиальная разница в эффективности их применения. Это обусловлено прежде всего значительным отличием размеров микро- и наноразмерных частиц кремнезема при том, что по своей субстанциональной природе микро-и наноразмерные частицы кремнезема являются подобными.

Применяемый сегодня в практике микрокремнезем (МК)(Рис.1) является побочным продуктом производства кремния и ферросплавов, состоящим на 80-98% из диоксида кремния аморфной модификации; частицы имеют сферическую форму со средним диаметром 200нм; удельная площадь поверхности, измеренная методом адсорбции азота, составляет 15 000 - 25 000 м2/кг; удельная поверхностная энергия может достигать 18 кДж/кг, а число частиц в единице объема - 1018 шт./м3.

Рис. 1. Основные характеристики кремнеземной пыли: а - форма и размеры зерен (с микрофотографии) ; б - кривая гранулометрического состава

Габариты наноразмерных частиц кремнезема на два порядка меньше

размеров частиц микро-кремнезема и составляют от 1 до 20 нм; удельная площадь поверхности наноразмерных частиц SiO2 может достигать 200000 м2/кг, а удельная поверхностная энергия - до 250 кДж/кг. Это со-зает ситуацию, когда большинство связей атомов наночастиц выходит на поверхность, тем самым, обеспечивая чрезвычайно высокую удельную поверхностную энергию, отнесенную к массе частиц. Обьём улавливания микрокремнезёма в России составляет 30-40 тыс.т. Это ценнейший суперпуццолановый отход, применяемый для производства супервысокопрочных бетонов.

Рентгенометрическое исследование кинетики процесса структуро-образования цементного камня, модифицированного наноразмерными частицами SiO2, выявило следующие закономерности: процесс протекает значительно быстрее, так как уже при длительности твердения 1 час присутствует значительное количество гидросиликатных фаз; процесс фазообразования характерен тем, что доминирующей фазой в данном случае являются более низкоосновные гидросиликаты кальция. С увеличением продолжительности твердения содержание данной фазы увеличивается, при этом уменьшается количество фаз 3СаО SiO2, и более активно происходит увеличение содержания фаз 2СаО^Ю^Н20 и

(СаО)х^Ю2-пН2О. И это связано именно с введением в цементно-водную систему наноразмерных частиц Si02. Существенным отличием применения наноразмерных частиц является то, что их присутствие в системе наблюдается лишь в начальные сроки твердения (8-24 часа); затем они не фиксируются. Это обусловлено их чрезвычайно высокой химической активностью и способностью участвовать в реакциях, вероятно, и по топохимическому механизму.

Высокая удельная поверхностная энергия частиц микрокремнезема и, особенно наночастиц Si02, изменяет термодинамические условия химических реакций и приводит к появлению продуктов твердения измененного, по сравнению с системой твердения без добавки, минералогического, морфологического и дисперсного составов.

2. Экологическая оценка отходов промышленных предприятий (на примере серосодержащих отходов)

Имеются основательные теоретические научные проработки утилизации конкретных отходов (3), например, шламов, зол и шлаков ТЭС непосредственно для выпуска определенных материалов. Так разработаны и апробированы технологии получения из отходов металлургических, нефтеперерабатывающих и нефтехимических, химических, энергетических предпри-

ятий дорогостоящего глиноземистого и расширяющегося цементов, жаростойкого бетона, высокоэффективных добавок - для керамзита, керамического кирпича и других материалов.

Однако, несмотря на разнообразие строительных материалов из промышленных отходов, утилизация отходов к общей массе их образования остается ещё низкой. И поэтому предприятия стройиндустрии, всесторонне и стабильно использующие техногенное сырье с ценными компонентами, не обрели массового характера.

Обьясняется это достаточно сложным поэтапным комплексным подходом к проблеме утилизации отхода, но, безусловно - обязательным с позиции охраны здоровья людей и окружающей среды. К тому же дополняемым ещё экономически целесообразной оценкой применения техногенного сырья, определяющей в конечном итоге - непременно повышающий коэффициент его полезного использования по сравнению с существующими производствами - прямыми потребителями природного сырья.

Технологически поэтапность обоснованности трансфомации отхода в технологическое сырьё для производства стройматериалов и их службы в экслуатационных условиях строительных сооружений определяется:

Установлением пригодности техногенного сырья для нужд стройин-дустриии;

Выбором технологии переработки сырья для производства строительных материалов.

В тоже время определение пригодности отнесения техногенного отхода к классу «потребительского» сырья включает также несколько этапов оценки по различным критериям.

I этап - Оценка токсичности.

Токсичность отхода оценивается путем сравнения состава с ПДК (предельно допустимой концетрацией) канцерогенных (токсичных) веществ и элементов. Здесь возможны три варианта:

Отход содержит значительное количество токсичных веществ, превышающих ПДК;

Отход содержит небольшое количество тяжелых металлов;

В отходе отсутствуют вредные вещества.

В первом случае отход без специальных мер очистки не может быть использован в производстве строительных материалов и направляется на захоронение.

При наличии в составе отхода примесей тяжелых металлов можно рекомендовать его к использованию в обжиговых технологиях при условии образования в массе достаточного для консервации (капсулирования) тяжелых металлов расплава.

В случае отсутствия токсичных элементов рассматриваемый отход рекомендуется ко второму этапу оценки.

II этап - Радиационная безопасность.

В настоящее время сложившаяся практика строительства зданий, с учетом радиационной безопасности предусматривает контроль эффективной удельной активности (Аэф) естественных радионулидов (ЕРН) <К, <Ка, <ТП. Техногенное сырье, имеющее удельную активность ЕРН Аэф<370 Бк/кг (в соответствии с НРБ-96 ГН 2.6.1.054-96) относится к I классу материалов. Это сырье возможно применять для материалов, использующихся во вновь строящихся жилых и общественных зданиях.

Если удельная активность ЕРН Аэфф <740 Бк/кг, то такой отход можно отнести ко II классу материалов, и он должен использоваться только в дорожном строительстве в пределах территории населенных пунктов и зон перспективной застройки, а также при возведении производственных сооружений.

Если удельная активность ЕРН техногенного сырья составляет Аэфф <2,8 кБк/кг - III класс материалов. То отход следует применять для производства материалов, используемых только в дорожном строительстве вне населенных пунктов.

При Аэфф>2,8 кБк/кг вопрос об использовании материалов решается в каждом случае отдельно по согласованию с федеральным органом Госсанэпиднадзора.

III этап - Оценка химико-минералогического состава

Химико-минералогический состав является определяющим фактором для выбора направления использования отхода. Для объективной оценки необходимо определить:

Органическую и минеральную часть;

Вид органики (масла, смолы, дег-ти, растительные остатки и др.);

В минеральной части, кроме содержания основных оксидов (Si02, А12О3, Ге203, ГеО, СаО, МgО и др.), необходимо определять ещё элементарный (качественный) состав с целью выявления наличия редкоземельных металлов.

По соотношению органической и минеральной части все отходы подразделяются на органические, ор-ганоминеральные и минеральные. Компьютерный метод оценки минерального сырья для производства строительных материалов профессора В.И. Соломатова позволяет определять качественный состав по диаграмме Si02-А1203-(R1R2)0. Оценка осуществляется по химическому составу сырья, количеству эвтектического расплава и соотношению между плавнями. Имея ввиду - ещё, частое непостоянство химического состава техногенного сырья, целесообразно распространение этого метода и на определение степени минерализации такого сырья.

Рис. 2. Диаграмма SiO2-Al2O3(R1R2) О. Области химического состава

техногенного сырья: 1 - кремнезёмистого, 2 - глиноземистого, 3 - алюмосиликатного, 4 - щелочесодержащего, 5 - щелоче-силикатного, 6 - щелочеалюминат-ного, 7 - щелочеалюмосиликатного.

IV этап - Объем образования.

Объём образования (много-, малотоннажного) определяет использование отходов в виде основного сырья, либо - в качестве добавок.

Промышленный отход после проведения поэтапной оценки приобретает определенный статус, разрешающий, строителям применение его в производстве строительных материалов.

Однако при подготовке техногенного сырья к производству строительных материалов необходимо учитывать трудоемкость процесса

извлечения ценного компонента из отхода или его очистку от токсичных примесей.

Поэтому учитываются предварительно все затраты на переработку техногенного сырья для трансформации его в кондиционное сырьё.

Всё это и определяет экономическую эффективность применения отхода для производства дешевых строительных материалов.

Вся необходимая информация для дальнейшего использования техногенного сырья разрабатывается специалистами специальных служб. Это способствует серьёзному разрешению проблемы накопления отходов и улучшению экологической обстановки.

3. Эколого-гигиенические требования при производстве строительных материалов

В целях эколого-гигиенической безопасности на предприятиях (1) должен:

Быть разработан нормативно-технический комплекс документов по безопасности труда при работе с тонкодисперсными отходами различных производств;

Применяться технологический способ изготовления материалов, например, бетонов, максимально исключающий контакт работающих людей с тонкодисперсными отходами;

Поддерживаться показатель параметров технологического оборудо-

вания, обеспечивающих требуемую концентрацию содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны;

Организован тщательный контроль над содержанием вредных веществ в воздухе рабочей зоны цехов предприятия;

На предприятии предусмотрен порядок обеспечения работающих людей средствами индивидуальной защиты от пыли, шума и вибрации;

Проводиться регулярный медико-профилактический осмотр рабочих, имеющих контакт с отходами производства;

Контролироваться государственным документом о соответствии предприятия по изготовлению бетонов различных видов на основе техногенных отходов всем санитарно-гигиеническим требованиям;

Утверждённый в установленном порядке перечень требований наличия для всех веществ, входящих в состав бетона, токсикологических характеристик и их соответствия требованиям по содержанию ЕРН;

Исключен любой случай возможности эксплуатационно-климатического воздействия, приводящего к выделению вредных веществ выше гигиенических нормативов и обусловливающего придание материалам аллергенных, канцерогенных и других опасных свойств.

Например, бетон считается экологически чистым, если соответствует требованиям по содержанию естественных радионуклидов и выделению вредных веществ в атмосферу при разных условиях эксплуатации в соответствии с действующими ПДК.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Гусев Б.В. и др. Использование твердых отходов литейного производства в строительной индустрии. Экология и промышленность России, №2, 2005 с. 12-15.

2. А.И. Звездов, Л.А. Малинина, И.Ф. Ру-денко. Технология бетона в вопросах и ответах. М.,2005.

3. Б. А. Усов, А. Н. Волгушев. Технология модифицированных серных бетонов. М., изд-во МГОУ, 2010.

В последнее время возрастают требования к экологичности жилья. Высокие экологические свойства зданий позволяют продавать жилье быстрее и по более высоким ценам. Какие строения можно считать экологичными? Какие строительные материалы используются при их сооружении? Как повысить экологичность существующих стройматериалов?

Международный экологический стандарт

Термин "экология" в буквальном переводе означает "наука о доме". Значение производного от него прилагательного "экологичный" формально определить пока еще никто не смог, хотя все на интуитивном уровне понимают, что оно обозначает. То же самое происходит с понятием "экологичный дом". Каждый хотел бы жить в таком доме, но, опять-таки, коротко и ясно определить, что это, ни у кого не получается. Существует лишь набор свойств, которыми экологичный дом должен.

Чтобы построить экологичный (в последние годы этот термин все чаще заменяют на "зеленый") дом, необходимы экологичные строительные материалы. И опять-таки вместо четкого определения таких материалов их обычно характеризуют неким набором свойств, совокупность которых была определена сообществом специалистов и сформулирована в виде требований международного стандарта EcoMaterial 1.0/2009 "Система сертификации экологически безопасных материалов". Если свойства строительного материала соответствуют требованиям стандарта, то материал может получить право называться экологичным и на него можно наносить знак стандарта EcoMaterial . Разумеется, для получения такого права материал должен быть изучен независимой организацией EcoStandardgroup. Ее эксперты рассматривают радиологическую, электромагнитную безопасность материала, тестируют выделения вредных веществ при его эксплуатации, принимают во внимание возможность использования отходов для изготовления материала и многое другое.

В целом эксперты оценивают материал по 23 критериям, которые разделены на три блока:

Безопасность материала для здоровья человека;

Влияние материала в течение всего его жизненного цикла (от производства до утилизации) на окружающую среду;

Экологическая ответственность производителя материала, под которой понимают проводимые им мероприятия по охране окружающей среды.

Экологичность материала эксперты оценивают в баллах. Необходимый минимум для признания материала экологичным - 85 баллов.

В России первой "звания" EcoMaterial удостоена теплоизоляция ROCKWOOL, которой присвоено 137 баллов. Вслед за ROCKWOOL стандарт EcoMaterial получил теплоизолятор из штапельного стекловолокна URSA GLASSWOOL. А теплозвукоизоляционный материал URSA Pure One удостоен высшей оценки - ему выдан сертификат EcoMaterial Absolut. (При производстве Pure One не используются фенолформальдегидные связующие, он приятен на ощупь (как хлопок), не колется, практически не пылит.) Научный центр здоровья детей Российской академии медицинских наук (РАМН) рекомендует Pure One для использования при строительстве и реконструкции дошкольных, общеобразовательных и лечебно-профилактических учреждений. Пока это единственный изоляционный материал на основе минерального волокна, получивший столь высокую оценку экологичности в РАМН.

Примечание. В России существует немало строительных материалов, достойных знака EcoMaterial. Просто изготовители еще не успели представить их в EcoStandard.

Экологический ряд стройматериалов

Какие материалы в принципе могут быть признаны экологичными? Для оценки экологичности обычно используются следующие критерии:

1) экологичность сырья, то есть отсутствие в нем радиоактивных частиц, ядовитых веществ, вредных микроорганизмов;

2) воспроизводимость сырья в природе;

3) энергетические затраты на превращение сырья в готовый строительный материал (кирпич, блок, пакет, деревянную доску, брус и т.п.);

4) влияние здания, построенного с использованием этого материала, на условия обитания в нем;

5) долговечность материала, его способность противостоять разрушению под воздействием атмосферных факторов, микроорганизмов;

6) возможность рециклинга, то есть использования после сноса строения.

Основное влияние на экологичность жилища (термин, понимаемый на интуитивном уровне, но еще не определенный) оказывают ограждения - стены, потолок, пол. В наибольшей степени влияют на экологичность стены, поэтому рассмотрим в первую очередь экологичность тех строительных материалов, которые используются ныне для их возведения.

В настоящее время международным сообществом специалистов составлен так называемый ряд экологичности стеновых строительных материалов: на первом месте в этом ряду находится наиболее экологичный материал, на втором - менее экологичный и т.д. по убывающей.

Древнейшие стройматериалы - лидеры экологичности

Как это ни покажется необычным, странным, неприемлемым, на первом месте в ряду экологичности стеновых материалов находится... пшеничная солома . Более того, выращивать некоторые сорта пшеницы начали в первую очередь не ради зерна, а для получения стебля.

В России тоже началось "соломенное" строительство. Так, московское ООО "Середа" строит соломенные дома, организует обучающие семинары.

На втором месте в экологическом ряду стоит сырая (необожженная) глина . В жилищах, стены которых сооружали из этого материала, когда-то проживала большая часть населения Земли, в настоящее время живет не менее четверти. И, что самое интересное, доля глиняных домов в последние годы начала расти, в первую очередь - в наиболее развитых странах.

Примечание. В развитых странах быстро увеличивается строительство жилья из соломы и необожженной глины. Очевидно, скоро мода на такие дома придет и в Россию.

Недавно были проведены исследования влияния глиняного жилища на здоровье. Достоверно установлено, что даже получасовое пребывание человека в "глиняной" комнате приводит к улучшению его самочувствия. Учитывая это, а также дешевизну глины, в настоящее время во многих, причем отнюдь не самых бедных, странах (Англия, Германия) начинает развиваться глиняное домостроение. А в столице Австрии Вене из глины построено семиэтажное (!) здание.

На третьем месте в экологическом ряду стоит древесина. Экологичность жилищ из нее не требует комментариев. Однако древесина даже для нашей, отнюдь не безлесной, страны - весьма дорогой строительный материал, так что в деревянных домах пожить удается далеко не всем россиянам.

Стремление жить в домах, хотя бы приближающихся по экологичности к деревянным, побуждает использовать для производства стеновых материалов древесину в виде отходов - опилок, стружки, дробленки. В этих целях созданы арболит (в буквальном переводе с французско-греческого "деревянный камень"), получаемый из смеси дробленки с портландцементом, ксилолит (тоже "дерево-камень" в буквальном переводе с греческого), получаемый из смеси опилок, другой тонкодисперсной древесины и магнезиального цемента.

Гипсовые строительные материалы

На четвертом месте в экологическом ряду стоит гипс . В природе он находится в виде мощных отложений, встречающихся во многих странах. Из этих отложений можно вырезать кирпичи, блоки, превращая таким экономным способом природное сырье в стеновой строительный материал, готовый к употреблению. Однако гипсовые отложения, как правило, имеют много трещин, вырезать из них кирпичи без изъянов не удается.

Поэтому гипс используется как сырье для строительных материалов: его куски в специальных устройствах, называемых гипсоварочными котлами, нагревают до 180 - 200 град. Цельсия. При такой температуре три четверти воды, содержащейся в минерале, испаряются, а образовавшийся продукт, будучи смолотым, приобретает способность при обычной температуре вступать в реакцию с водой и становиться вяжущим, то есть образовывать подвижную вначале массу, называемую тестом, самопроизвольно превращающуюся в твердое тело. Из гипсового теста можно делать и кирпичи для стен, и штукатурку, и другие изделия, причем самых разнообразных форм.

Пористая структура гипсового камня способствует его ускоренному высыханию, что позволяет сократить время стабилизации температурно-влажностного режима во вновь построенных зданиях. Равновесная влажность гипсовых штукатурных растворов при 20 град. Цельсия и относительной влажности воздуха 50% равна 4 - 10%, тогда как цементных штукатурок - более 15%.

Гипсовые материалы создают благоприятный для организма человека климат. К тому же они не горят и поэтому используются в качестве противопожарных преград. Экологичность конечного продукта и меньшие энергетические затраты привели к тому, что в развитых странах количество гипса, производимого в расчете на одного жителя, составляет около 60 кг, в России - 13 кг. В нашей стране чаще используется портландцемент - крайне антиэкологичный вяжущий. Многие элементы жилого дома, которые можно было бы изготавливать из гипса, производят из железобетона. Примерами служат ненесущие комнатные перегородки, стяжки для выравнивания межэтажных перекрытий, штукатурка.

Более того, даже стены малоэтажных зданий можно воздвигать не из железобетона или кирпича, а из гипса. Доказательством этого могут служить трехэтажные дома в г. Октябрьском (Башкортостан), построенные накануне Великой Отечественной войны для нефтяников. Они успешно эксплуатируются до сих пор.

В нашей стране с середины прошлого века объемы использования гипса замерли на низком уровне из-за плохого качества выпускаемой на его основе продукции, а также из-за развития крупнопанельного домостроения, основанного на портландцементе.

Около 20 лет назад в Россию "пришла" немецкая промышленная группа "Кнауф", построившая несколько заводов, на которых из российского природного гипса начала изготавливать широкую номенклатуру гипсовых изделий великолепного качества. И производство гипсовых стройматериалов в России стало прирастать довольно высокими темпами: если в 2000 г. потребление гипса составляло около 2 млн т, то уже в 2007 г. оно выросло до 4,5 млн т.

Примечание. В настоящее время объемы производства строительных материалов из гипса быстро увеличиваются. Только с 2000 по 2007 г. объемы добычи гипса в России выросли более чем вдвое.

"Кнауф" впервые в России начала производство гипсовых сухих строительных смесей - материалов, которыми завершают процесс отделки поверхностей, придают им законченный вид. Новыми для России строительными материалами стали и гипсоволокнистые плиты - изделия, получаемые из смеси гипса с измельченной макулатурой. Эти плиты - великолепный материал для отделки потолков, стен. Пригодны они и в конструкциях пола в качестве подосновы линолеума , ковровых покрытий.

Сегодня "Кнауф" изготавливает в России широкий спектр строительных материалов из гипса - пазогребневые плиты, гипсокартонные листы, разнообразные строительные смеси, огнезащитные плиты "Кнауф - Файерборд" и многое другое. Появились у группы "Кнауф" и российские конкуренты.

Гипс использовали бы еще в больших объемах, если бы был устранен его основной недостаток - низкая водостойкость. Поэтому во всем мире, в том числе и в России, проводятся исследования, направленные на повышение водостойкости гипса, и уже предложено немало способов достижения этого, однако большая часть их почти не реализуется.

Наиболее простым на сегодня способом повышения водостойкости гипсовых изделий является их обработка гидрофобизаторами - веществами, снижающими как их смачиваемость водой, так и впитываемость воды. Такими гидрофобизаторами являются "Пента-811", "Пента-814", "Софэксил 40", "Софэксил - Защита М", "Протекс - Гидро" и ряд других.

Российские ученые создали так называемые композиционные гипсовые вяжущие низкой водопотребности. Они представляют собой смеси гипсового вяжущего с гидравлическим компонентом. Этот компонент получают совместной активацией (тонким измельчением) портландцемента, аморфного кремнезема и суперпластификатора С-3. Назвали его органоминеральным модификатором.

Гипсовые изделия, полученные из обыкновенного строительного гипса с добавлением такого модификатора, пригодны для эксплуатации в открытой атмосфере. Производит модификатор ООО "Эволит" (г. Москва). А компания "Петромикс" (г. Санкт-Петербург) начала производство самонивелирующегося ровнителя "Петромикс ГПС" для пола. Это сухая смесь, состоящая из высокопрочного альфа-гипса марки Г-16, микрокремнезема и гидрофобизатора. Пол, выполненный из такой смеси, столь же прочен, сколь и бетонный, но дешевле и, разумеется, экологичнее. Он может выдерживать без разрушения заливание водой в течение четырех часов.

Инновационные строительные материалы под названиями "Ротгипс - МП", "Ротгипс - МШ", "Ротгипс - Плюс" разработало ООО "Прикамская инновационная компания". Эти материалы обладают высокими скоростью твердения, прочностью, устойчивостью к агрессивной атмосфере. Предназначаются они для изготовления гипсовых изделий, с помощью которых можно придавать выразительность фасадам зданий, ремонтировать их.

Кирпич и известь экологически приемлемы

Кирпич керамический (глиняный) в экологическом ряду ставят на пятое место. В виде готового изделия этот материал экологичен, но для того, чтобы его произвести, необходимо исходное сырье (глину) нагреть до температуры около 1000 град. Цельсия и выдержать при ней несколько часов. Подобная технология никак не может быть признана экологичной, потому что для ее реализации требуется много топлива, при сжигании которого образуются большие количества оксидов азота, серы, углерода, сажистых веществ, золы, шлака. Также следует отметить, что запасы глин, которые пригодны для получения кирпича, вблизи заводов, как правило, выработаны, поэтому нередко приходится завозить их за сотни километров, что отнюдь не добавляет экологичности глиняному кирпичу.

Однако есть и способы повышения экологичности данного материала. Один из них - добавление к глине так называемых флюсов (плавней), которые понижают температуру ее спекания. Уже найден плавень, который уменьшает эту температуру почти на 300 град. Цельсия.

Другой способ - биотехнологический. Еще в Советском Союзе ленинградский ученый, профессор Е.В. Виноградов обнаружил, что силикатные бактерии (есть в природе и такие) способны поедать кварцевые примеси в глине, превращая ее из тощей в жирную.

Ради того чтобы снизить теплопроводность, изготавливают кирпич с пустотами внутри. Такой кирпич называют пустотным или пустотелым. А недавно научились делать из глины стеновые материалы, названные "теплой керамикой". Ее в России начали производить в виде блоков большого формата - до 14 НФ (1 НФ - это нормативный формат стандартного кирпича размером 250x120x65 мм) под фирменным названием POROTHERM.

Теплопроводность POROTHERM - 0,13 - 0,21 Вт/мК (сопоставимые показатели у древесины) достигается за счет образования оптимальных по форме многочисленных вертикальных пустот, причем объем каждой из них значительно меньше, чем в традиционном пустотном кирпиче. (Известно, что воздух тем лучше сохраняет теплоту, чем меньше объем замкнутого пространства, в котором он заключен. Лучше всего воздух удерживает теплоту в ячейках, диаметр которых близок к длине свободного пробега молекул.) Общий же объем пустот достигает 53%, что намного выше, чем у пустотелого кирпича.

Второй фактор, обеспечивающий высокие теплоизоляционные свойства POROTHERM, заключается в том, что структура его керамических стенок пористая. Это достигается добавлением в исходное глиняное сырье так называемых выгорающих добавок - мелких частиц древесины, пенополистирола, макулатуры. При обжиге они сгорают, образуя внутри керамического тела микропоры.

Кирпич силикатный получают, выдерживая в автоклавах при температуре около 180 град. Цельсия в течение 10 - 12 часов "прекирпичи" - заготовки, получаемые прессованием смеси, состоящей из кварцевого песка (90%), гашеной извести (8%) и воды (2%). Совокупный расход энергии на производство силикатного кирпича значительно ниже, чем на получение кирпича глиняного, а конечный продукт столь же экологичен.

Однако до сих пор в России керамического кирпича производится больше, чем силикатного. Главные недостатки силикатного кирпича - он менее водостоек и может разрушаться при интенсивных пожарах. Однако гидрофобизирование позволяет сделать силикатный кирпич более водостойким, а специальные противопожарные мероприятия - огнестойким.

На шестое место по экологичности ставят известь . Под таким обобщающим названием понимают в настоящее время несколько близких по химическому составу вяжущих веществ, основные из которых - известь негашеная и известь гашеная. Их химический состав может быть отображен формулами CaO и Ca(OH)соответственно. Известь негашеную получают обжигом известняка - горной породы, основным компонентом которой является кальцит. Его химический состав может бытьотображен формулой СаСО.

В качестве вяжущего используют гашеную известь. Ее получают, смешивая негашеную известь с водой. Ныне известь применяется для производства силикатного кирпича, газосиликата. А еще 200 лет назад, до появления портландцемента, гашеная известь была основным вяжущим веществом, использовавшимся для возведения каменных и кирпичных сооружений различного назначения, и вяжущим великолепным. До наших дней дошел не только "водопровод, сработанный еще рабами Рима", но и стены крепостных сооружений, мосты, дворцы многовековой давности.

Примечание. Распространенное предубеждение относительно низкой экологичности силикатного кирпича ошибочно. По экологическим свойствам силикатный и керамический кирпичи практически не отличаются друг от друга.

Одним из свидетельств экологичности извести являются новгородские храмы, построенные еще в те времена, когда портландцемента не было. Эти сооружения удивляют посетителей тем, что в них легко дышится: при их сооружении в качестве кладочных и штукатурных использовались известково-песчаные растворы. Они обладают высокой воздухо- и паропроницаемостью, в них не поселяются микроорганизмы.

Методы повышения экологичности бетона

Основной материал, из которого в настоящее время строят как промышленные предприятия, мосты, гидротехнические сооружения, так и жилые дома, - это железобетон. Обеспечивая строениям высокую прочность, железобетон как стеновой материал для жилищ не выдерживает критики с позиции экологов. По экологичности бетон и железобетон находятся лишь на седьмом месте в экологическом ряду стройматериалов. Экологичность железобетонных жилищ весьма точно характеризует выдержка из одного документа Организации Объединенных Наций: "Тюрьма - это место лишения свободы, а не здоровья. Поэтому камеры для заключенных из железобетона строить не рекомендуется". Кроме того, производство портландцемента (вяжущего для бетона) ужасающе энергоемко, сопровождается выбросом в атмосферу громадных количеств теплоты, углекислого газа, токсичных оксидов азота, серы.

Бетон отнюдь не вечен: изделия, изготовленные из него, постепенно разрушаются под влиянием агрессивной атмосферы и осадков. Наряду с этим многие бетонные сооружения, например знаменитые "хрущевки", морально устарели. Их сносят, возникают отходы - бетонолом (в странах ЕС, к примеру, ежегодно образуется по 0,9 т бетонолома на одного жителя). Поэтому в настоящее время очень важной проблемой является утилизация отходов бетона. Наиболее эффективным ее направлением считается рециклинг, то есть использование бетонолома для изготовления новых бетонных изделий.

Рециклинг прежде всего позволяет заменять в свежем бетоне инертные заполнители - песок и щебень, для добычи которых нужны карьеры - "язвы в теле Земли". Бетонолом дает возможность экономить и некоторое количество цемента, потому что в бетонном изделии, даже старом, часть цементных зерен с водой так и не прореагировала. При переработке бетонолома его подвергают дроблению, в процессе которого цементные зерна могут быть разрушены с обнажением их непрореагировавшей части. Поэтому неспроста бетон, приготавливаемый с использованием бетонолома, назвали "зеленым". Называют его и биопозитивным. Во многих странах рециклинг бетона начали стимулировать материально.

В настоящее время изыскиваются способы повышения экологичности железобетона . Основное направление здесь - поиск методов снижения доли портландцемента, необходимого для производства изделия, поскольку именно он вносит наибольший антиэкологический "вклад".

Один из способов - использование химических добавок - веществ, которые при введении их в исходные цементные смеси повышают прочность бетонных изделий. А если повышения прочности не требуется, то химические добавки позволяют снизить расход цемента, что приводит к повышению экологичности изделия.

Второй способ, который начал активно развиваться в последние годы, - введение в цементные смеси химических веществ, названных наномодификаторами . Их, в отличие от традиционных химических добавок, надо вводить в ничтожно малых (десятые и даже сотые доли процента) количествах. Поэтому их называют еще нанодобавками.

Третий способ - армирование бетона не стальной прутковой арматурой, а тонкими волокнами - углеродными, полипропиленовыми, полиамидными, базальтовыми. Равномерное диспергирование таких волокон в исходных цементных смесях, называемое дисперсным армированием, позволяет заметно повысить прочность бетонных изделий. А количество волокон, необходимых для того, чтобы повысить прочность, невелико. Бетоны, армированные такими волокнами, экологичнее железобетона и вследствие меньшего расхода портландцемента, и потому, что в них нет стальной арматуры.

Четвертый способ - снижение расхода цемента за счет введения в исходную смесь заполнителей , которые займут большую долю объема в изделии, оставив для цементной матрицы меньший объем (а следовательно, и массу).

В настоящее время наиболее эффективным из таких заполнителей является пенополистирол, используемый в виде гранул диаметром 2 - 5 мм. Бетон с такими гранулами назван полистиролбетоном и в настоящее время становится одним из самых востребованных стеновых материалов, поскольку он легок, имеет хорошие теплоизоляционные свойства и достаточную прочность. Гранулы пенополистирола в нем защищены от возможного пожара негорючей матрицей, по этой же причине не разрушаются и от солнечного света. Из него можно изготавливать блоки, применим он и для монолитного строительства.

Полистиролбетон оказался настолько эффективным строительным материалом, что группе московских специалистов в 2010 г. была присуждена премия Правительства РФ в области науки и техники "За создание композиционных полистиролов нового поколения при массовом строительстве энергоэффективных зданий". Отечественный полистиролбетон, разработанный лауреатами этой премии, оказался более дешевым, чем австрийский аналог - "Аустроплан".

Пятый способ - магнитная обработка воды затворения. Наверное, основным недостатком обычного портландцемента является то, что его зерна вступают в реакцию с водой лишь на треть их объема, а две трети остаются инертным заполнителем. Поэтому долгое время ведутся поиски способов повышения глубины взаимодействия воды с цементом, то есть более полного протекания химической реакции между данными веществами. Давно уже было установлено положительное влияние на эту реакцию магнитного поля. До недавнего времени поле должной интенсивности можно было создавать лишь с помощью электромагнитов. Их использование усложняло технологию изготовления бетонных изделий, не всегда обеспечивало воспроизводимость результатов, требовало квалифицированного обслуживающего персонала, расхода электроэнергии, поэтому не получило всеобщего признания.

К настоящему времени в нашей стране освоено производство суперсильных постоянных магнитов, поэтому отпала необходимость в электроэнергии, специальном персонале. Выявлены и причины, по которым не возникает эффект омагничивания. Поэтому сейчас сложилась благоприятная ситуация для широкого внедрения данного способа повышения экологичности бетонного производства.

Схема воздействия промышленности строительных материалов (ПМС) на окружающую среду.

В условиях интенсивного развития промышленности, строительства крупных и малых городов встает вопрос предотвращения отрицательного влияния человеческой деятельности на окружающую среду.

Большая роль в решении этой проблемы отводится строительной отрасли, в частности, промышленности строительных материалов. Воздействие промышленности строительных материалов на окружающую среду разнообразно и происходит на всех этапах, начиная от добычи сырья и кончая эксплуатацией зданий и сооружений, т.е. на всем жизненном цикле. Многие предприятия строительной индустрии являются источниками загрязнения окружающей среды (воздушного и водного бассейнов, поверхности Земли) цементной асбестовой, керамзитовой и другими видами пыли; дымовыми газами тепловых установок; сточными водами, различными маслами и эмульсиями; горюче-смазочными материалами; отходами и бракованными изделиями.

Добыча сырья и переработка в строительные материалы и изделия должны проводиться по ресурсосберегающим технологиям, которые не должны оказывать отрицательного воздействия на окружающую среду. Поэтому большое место в строительной отрасли уделяется созданию мало- и безотходной технологий, позволяющих решать не только проблему защиты окружающей среды от техногенного загрязнения, но и проблему рационального использования природных ресурсов.

Безотходная технология - это главный способ производства продукции, при котором более рационально и комплексно используются сырье и энергия в цикле сырьевые ресурсы - производство, потребление - вторичные сырьевые ресурсы, таким образом, что любые воздействия на окружающую среду не нарушают ее нормального функционирования.

Одной из форм безотходной технологии являются переработка и утилизация отходов различных отраслей промышленности, в т.ч. и собственных.

Утилизация отходов - это социально-экономическая проблема. Вывоз и отвал промышленных отходов означают потерю части общественного труда и средств, затраченных на производство, а также на защиту окружающую от загрязнений.

Промышленные отходы загрязняют водный бассейн и почву. В то же время многие виды отходов представляют собой ценное сырье для производства строительных материалов.

Таким образом, основные направления охраны окружающей среды в промышленности строительных материалов следующие:

использование вторичных минеральных ресурсов многих отраслей промышленности (крупнотоннажных отходов энергетики, металлургии, химии и др.), а также собственных;

рациональное использование топливно - энергетических ресурсов с выбором наиболее эффективных и менее загрязняющих окружающую среду;

Переход предприятий на мало- и безотходное производство;

Рациональное водопотребление с разработкой и внедрением технологий, предусматривающих минимальный расход воды, замкнутый цикл водоснабжения, эффективную систему очистки сточных вод.

Инженерное обеспечение экологической безопасности в строительной индустрии

Обеспечение экологической безопасности в строительной индустрии осуществляется с помощью природоохранных мероприятий и рационального использования ресурсов, потребляемых на изготовление строительных материалов.

Для получения объективной информации о состоянии и об уровне загрязнения различных объектов окружающей среды (воздушной, водной сред и почв), необходимо использовать надежные методы анализа. Эффективность любого метода оценивается совокупностью показателей: селективностью и точностью определения, воспроизводимостью полученных материалов, пределами обнаружения элемента и скоростью анализа.

Одним из важнейших мероприятий, обеспечивающих эффективный контроль состояния окружающей среды является инвентаризация всех выбросов и сбросов, загрязняющих атмосферу, воду и почву.

Контроль за состоянием окружающей среды ведут с помощью анализа воздуха, воды и почвы. Кроме этого, с целью оздоровления окружающей среды и предотвращения ее загрязнения разрабатываются мероприятия, направленные на производство экологически чистых строительных материалов, изделий и конструкций по прогрессивным экологически чистым технологиям.

Одним из направлений стабилизации и последующего улучшения состояния окружающей среды является создание системы экологической паспортизации предприятий строительной индустрии. Методической основой проведения паспортизации является ГОСТ 17.00.04-90 «Паспорт промышленного предприятия. Основные положения». На это направлен и ФЗРФ «О техническом регулировании».

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Загрязнение окружающей среды производством строительных материалов

1. Основные источники загрязнения в производстве строительных материалов

Производство строительных материалов - одна из старейших, но довольно динамично развивающаяся отраслей. На территории России действует много промышленных предприятий, работающих по старым технологиям, используется устаревшее оборудование. Воздействие на окружающую среду происходит за счет выбросов в атмосферу отходящих газов, сбросов сточных вод, содержащих большое количество опасных экотоксикантов. Стоимость основных фондов промышленности строительных материалов составляет 2,8% от стоимости всех производственных фондов страны.

В последнее время ежегодный рост производства основных видов строительных материалов в натуральном выражении составлял от 7 до 30% с одновременным увеличением доли отечественной продукции, удовлетворяющей современным требованиям и соответствующей по качеству мировым аналогам. Промышленность строительных материалов является одной из наиболее топливо- и энергоемких (более 16% в структуре затрат), а также грузоемких отраслей хозяйства: в общем объеме грузоперевозок железнодорожным, автомобильным и водным транспортом перевозки строительных грузов составляют около 25%. Отрасль потребляет 20 видов минерального сырья, охватывающего свыше 100 наименований горных пород, и относится к крупнейшим горнодобывающим отраслям в экономике России.

Строительная индустрия является одной из самых материалоемких и энергоемких отраслей народного хозяйства. На ее долю приходится около 50 % потребления вырабатываемой человечеством энергии и 60 % материальных ресурсов. Производство строительных материалов в наибольшей степени, чем другие отрасли потребляет отходы промышленных производств. Однако человечество, осознав важность экологических проблем, приходит к пониманию того, что масштабы и интенсивность материальной деятельности людей стали такими, что естественная среда и техногенная деятельность перестали быть всеобщим поглотителем отходов производства, транспорта, быта и практически неисчерпаемым источником сырья и энергии. Возникли признаки необратимых деградационных процессов в биосфере. Экосистемы, формировавшиеся миллионы лет, претерпевают существенные изменения, становятся неустойчивыми по отношению к внешним антропогенным воздействиям на глобальном уровне.

Ежегодно в биосферу поступает до 30 млрд. т всех видов твердых и жидких отходов. Их большое количество связано с несовершенством современных технологий. По некоторым данным, на производство конечной продукции используется не более 7 % добываемого сырья. На каждого жителя Земли в настоящее время извлекается до 100 т сырья в год. Анализ тенденций современного хозяйства показывает, что число отходов удваивается каждые 10-12 лет. Проблема утилизации и ликвидации отходов для современной цивилизации является одной из самых важнейших проблем выживания. Проблема отходов - едва ли не сложнейшая в России, где на свалках, хранилищах, полигонах скопилось около 100 млрд. т твердых отходов, что составляет около 700 т на каждого жителя. Из всей этой массы отходов только 5 % идет на мусоросжигательные заводы, остальное складируется. Уровень накопления отходов в России составляет 10-15 т на одного человека в год, в том числе токсичных - 1 т. Степень утилизации невелика и не превышает 10-25 % всей массы отходов.

В Европе сегодня огромное внимание уделяется вопросам создания здоровой, экологически чистой среды обитания. Именно поэтому в поддержании высоких экологических стандартов в строительстве заинтересованы и производители строительных материалов, и застройщики, и владельцы жилья.

Данная проблема имеет множество составляющих. И хотя одной из главных из них является возведение строений, которые способны существовать, не нанося вреда окружающей среде, не менее важно и то, какие строительные материалы используются при постройке новых зданий. Ведь они оказывают влияние на экологическую обстановку как внутри, так и за пределами здания. Исходя из того, что современный человек около 80% своего времени проводит либо в зданиях, либо на пути между ними, можно понять, насколько качество стройматериалов влияет на его здоровье, и как следствие, на качество его жизни.

Не меньшее влияние стройматерилы оказывают на окружающую среду: по оценкам экспертов, около 50% всего объема отходов приходится на строительную индустрию. В Европе при возведении одного дома в среднем образуется 7 тонн отходов. В ЕС каждый год на одного человека приходится 0,5 тонны строительных отходов.

Поскольку строительные материалы производятся из множества различных веществ как органической (пластмасса, древесина), так и неорганической природы (металлы, минералы), а также существуют те, где сочетается и то, и другое, необходимо давать экологическую оценку не только их компонентам, но и всему продукту в целом, то есть оценивать влияние данного строительного материла на окружающую среду на каждом этапе его существования - начиная от производства и до момента его утилизации.

В настоящее время Европа стремится выработать единые стандарты для сертификации производимых и импортируемых строительных материалов. Пока данная система полностью не вступила в действие, в каждой стране применяются национальные системы сертификации.

Общие требования к стройматерилам таковы: он должны быть здоровыми, гигиеничными и не наносить вреда окружающей среде, то есть:

Не испускать токсичных газов;

Не испускать радиоактивного излучения;

Не загрязнять ни воды, ни почвы;

Отходы строительства не должны стать дополнительным источником загрязнения окружающей среды;

Строительные материалы не должны способствовать накоплению влаги на конструкционных частях и внутри построенных помещений.

До недавнего времени основной задачей строительства было создание искусственной среды, обеспечивающей условия жизнедеятельности человека. Окружающая среда рассматривалась лишь с точки зрения необходимости защиты от ее негативных воздействий на вновь создаваемую искусственную среду. Обратный процесс влияния строительной деятельности человека на окружающую природную среду и искусственной среды на природную в полной мере стал предметом рассмотрения сравнительно недавно. Лишь отдельные аспекты этой проблемы, в меру практической необходимости, изучались и решались (например, удаление и утилизация отбросов, забота о чистоте воздуха в населенных пунктах...). Между тем строительство является одним из мощных антропогенных факторов воздействия на окружающую среду. Антропогенное воздействие строительства разнообразно по своему характеру и происходит на всех этапах строительной деятельности - начиная от добычи стройматериалов и кончая эксплуатацией готовых объектов.

Говоря о воздействии на окружающую природную среду строительства, следует различать, с одной стороны, строительство как важнейшую отрасль н/х, а с другой - строительство как продукцию этой отрасли: урбанизированные территории, магистрали и т.д. Как отрасль строительство нуждается в большом кол-ве различного сырья, стройматериалов, энергетических, водных и других ресурсов, получение которых оказывает сильное воздействие на окружающую среду. С серьезными нарушениями ландшафтов и загрязнением окружающей среды связано ведение работ непосредственно на стройплощадке. Нарушения эти начинаются с расчистки территории строительства, снятия растительного слоя и выполнения земляных работ. при расчистке территории строительства, ранее уже занимавшейся под застройку, образуется значительное количество отходов, загрязняющих окружающую среду при сжигании, или загромождающих свалочные территории, что меняет морфологию участков, ухудшает гидрологические условия, способствует эрозии. Степень воздействия на природу зависит от материалов, применяемых для строительства, технологии возведения зданий и сооружений, технологической оснащенности строительного производства, типа и качества строительных машин, механизмов и транспортных средств и других факторов.

Территория строек становится источником загрязнения соседних участков: выхлопы и шум двигателей машин, сжигание отходов. Вода широко используется в строительных процессах - в качестве компонентов растворов, как теплоноситель в тепловых сетях; после использования она сбрасывается, загрязняя грунтовые воды и почвы.

Однако само строительство - процесс относительно скоротечный. Значительно сложнее дело обстоит с воздействием на природу объектов, являющихся продукцией строительства - зданий, сооружений и их комплексов - урбанизированных территорий. Их влияние на окружающую природную среду еще недостаточно изучено, поэтому практически все экологические мероприятия носят рекомендательны характер. Что же касается нынешних результатов, то: уменьшается количество деревьев, загрязняются воды и почвы вследствие промышленных выбросов и накопления коммунально-бытовых отходов, происходит запыление, газовое и тепловое загрязнение воздуха, что приводит к изменению уровня радиации, выпадению осадков, изменению температур воздуха, ветрового режима, т.е. к созданию искусственных условий на урбанизированной территории.

Отрицательное влияние на здоровье человека помимо перечисленных факторов оказывают шумовое загрязнение, особенно инфразвуковое, геопатогенные зоны и ряд других.

Уменьшить отрицательное воздействие среды обитания на человека возможно за счет создания экологически эффективных новых композиционных материалов полифункционального назначения и умелого применения их в промышленном и гражданском строительстве.
Традиционно на стадии проектирования строительных объектов специалистов прежде всего интересуют физико-механические характеристики и эстетические свойства строительных материалов. Например, выбор отделочных материалов чаще всего определен их фактурой, цветом, цвето-стойкостью, долговечностью покрытий.

Однако экологическая ситуация заставляет помимо декоративных качеств учитывать защитные свойства материалов, обеспечивающих безопасность жизнедеятельности человека в конкретном регионе его проживания. За последние десятилетия создана широкая номенклатура новых композиционных материалов, обладающих защитными свойствами от воздействия вредных экологических факторов.

Среди них эффективные стеновые материалы, теплоизоляционные, звукоизоляционные, радиационно-защитные, гидроизоляционные, герметики и ряд других.

Матричным материалом этих композитов чаще всего являются традиционные и альтернативные минеральные и органические вяжущие вещества, а в качестве наполнителя используются высоко- дисперсные промышленные отходы ряда производств, обладающих значительным запасом свободной внутренней энергии, участвующей в процессах структурообразования этих материалов с целью получения заданных физико-механических и защитных характеристик.

Введение в состав отделочных материалов ионов тяжелых металлов позволяет сочетать их высокие декоративно-художественные качества и надежную защиту от жестких ионизирующих излучений. Такими свойствами обладает стекло, керамика, которая сама по себе является экологически чистым материалом, так как ионы тяжелых металлов находятся в стекловидной фазе и не являются водорастворимыми. Это, пожалуй, единственный надежный способ утилизации гальванических шламов, накопившихся практически во всех экономических регионах РФ. Технологические приемы позволяют регулировать характер поверхностной пористости отделочной стеклокерамической плитки, модифицированной гальваношламами, придавая тем самым и звукоизоляционные свойства. Известно, что применение обычной глазурованной керамической плитки для отделки фасадов зданий только усиливает шумовое загрязнение окружающей среды за счет высокой отражательной способности покрытия.
Во многих регионах России в последние годы постоянно возрастает объем промышленных отходов, используемых строительной индустрией взамен природного сырья.

Это одно из главных направлений выхода из глобального и регионального экологического кризиса. Противоречия человека и экосистемы заключаются именно в том, что для искусственных производственных процессов человечеством избираются ресурсы, максимально готовые к употреблению, так как они требуют минимальных затрат труда. Но эти природные соединения уже участвуют в обеспечении равновесия и устойчивости окружающей среды. После их изъятия из природного оборота во многих локальных средах возникает хаос, снижая эффективность обменных процессов. Извлекая их из взаимосвязанных естественных структур, человек вызывает дисбаланс в круговоротах вещества и энергии. С одной стороны, потребности человечества удовлетворяются, а с другой - разрушаются созданные природой системы, участвующие в самоорганизационных процессах Геосистемы. Необходимо всегда следовать главному принципу сотрудничества человека и природы: скорость самоструктуризации в геосистеме за счет естественных и искусственных процессов всегда должна превышать скорость их деградации.
В настоящее время по линии Министерства природных ресурсов в России создается кадастр техногенных отходов.

Чисто информативная функция кадастра промышленных и твердых бытовых отходов только в том случае станет действенной, если будут созданы специальные организации по проблемам вторичных ресурсов, в состав которых должны войти крупные специалисты и ученые в области экологии, технологии, экономики природопользования и др.
Только в этом случае могут быть даны конкретные рекомендации по стратегическому использованию крупнотоннажных отходов и предложены рациональные отрасли их переработки. Для особо опасных и токсичных отходов необходимо создавать способы надежного захоронения и перспективные разработки технологий их уничтожения или утилизации.

загрязнение строительный отход стандартизация

2. Особенности технологии производства строительных материалов, этапы производства

Программы работ в области строительства требуют для своего осуществления, наряду с дальнейшим развитием промышленности строительных материалов, изыскание новых резервов повышения эффективности их производства. В современном строительстве резко возрастает потребность в высокопрочных строительных материалах, которые обладают развитой сырьевой базой и изготавливаются прогрессивными технологическими методами.

В технологии строительных материалов известны работы, в которых показана техническая возможность и экономическая целесообразность производства безцементных вяжущих. Минеральным сырьем для производства являются многотоннажные отходы металлургической, теплоэнергетической, горнодобывающей, химической и других отраслей промышленности.

На основании этих вяжущих можно изготавливать различные строительные материалы, такие, как: сухие строительные смеси, бетонные блоки и плиты, бетоны для монолитного строительства, кирпич, тротуарную плитку и т.д.

Экспериментальное внедрение безцементных вяжущих в строительстве начато в 1958 году, а производство - в 1964 году. За это время доказаны высокие технологические и эксплуатационные свойства таких строительных материалов, прошедших проверку временем в конструкциях различных областей строительства. Например, в 1989 году в городе Липецке был построен 22-этажный дом.

Разработка строительных материалов на основе комплексного использования крупнотоннажных отходов промышленности обусловлено, прежде всего, эколого-экономическими факторами. Во-первых, значительным ростом цен на цементы, природные заполнители, энергоносители и, во-вторых, обострением экологической обстановки в стране в результате продолжающего наращивания, образования и накопления промышленных отходов.

Минимизации экологических последствий от промышленных отходов можно достичь только полной их утилизацией. Поэтому многие развитые страны пошли по пути использования в качестве минерального сырья не природных, а техногенных материалов и изготовления из них принципиально новых видов высококачественной продукции. Россия, в этом плане, значительно уступает. Так, например, золошлаковые отходы ТЭС используются только на 8 %, сталелитейные и ферросплавные шлаки на 50 %, ультрадисперсный кремнезем, представляющий отход при производстве кремнесодержащих сплавов, на 10%, отходы горнодобывающей промышленности на 27 %. Исследования показывают, что широкое применение промышленных отходов позволило бы на 15-20 % расширить минерально-сырьевую базу строительной промышленности.

Химический и минералогический состав перечисленных отходов, в большинстве своем, прекрасно подходит для производства безцементных вяжущих. К тому же, отличительной их особенностью является способность к химической активации веществами, которые в свою очередь также могут быть отходами других производств.

Промышленные отходы необходимо рассматривать не как традиционные индустриальные свалки, а как стабильную и возобновляемую сырьевую базу для производства высококачественных дешевых строительных материалов.

Особенности технологии строительных материалов заключаются в следующем:

Применение промышленных отходов;

Использование химических активаторов твердения из местных отходов;

Простая гидротермальная обработка при атмосферном давлении;

Технология позволяет производить объемноокрашенные стройматериалы.

Основные этапы и направления развития промышленности строительных материалов. В Российской Федерации за последние несколько лет удалось добиться постоянного роста объема промышленной продукции, но, хотя ежегодный прирост выпуска продукции строительных материалов составлял в среднем около 10%, достигнутые объемы не полностью удовлетворяют потребности современного строительства, что вызвано, в основном, низким техническим уровнем предприятий и износом технологического оборудования.

Производство отдельных видов строительных материалов характеризуется высокой капиталоемкостью производственных мощностей и требует значительного времени на строительство, что снижает их инвестиционную привлекательность.

В базовой для строительства отрасли - цементной промышленности объем инвестиций на 1 тонну цемента возрастет от 5-6 долларов на тонну мощности в год при поддержании и ремонте существующих мощностей до 250-300 долларов на тонну при строительстве новых заводов.

Степень износа технологического оборудования цементной промышленности составляет 70%. Вследствие этого, мощность 45-ти действующих цементных заводов официально оценивается в 71,2 млн. тонн, но фактически - по независимым оценкам - заводы в их нынешнем состоянии могут произвести максимум 65 млн. тонн цемента в год.

Чтобы обеспечить строительный комплекс цементом, достаточным для ввода 80 млн.кв.м. жилья в год, промышленность должна выйти в 2010 г. на уровень 90 млн. тонн цемента в год, что потребует ввода дополнительных производственных мощностей. Крупные единовременные капиталовложения суммарно по отрасли оцениваются в 5.1 - 6.3 млрд. долларов.

Производство теплоизоляционных материалов. В настоящее время отечественной промышленностью производится около 9,0 млн. куб. м теплоизоляционных изделий всех видов.

Основным видом производимых в России утеплителей являются минераловатные изделия, доля которых в общем объеме производства составляет более 65%. Около 8% приходится на стекловатные материалы, 20% - на пенопласты, 3% - на ячеистые бетоны.

Потребность в утеплителях резко возросла после введения новых требований к теплопотерям ограждающих конструкций зданий. Общая потребность в утеплителях для всех отраслей хозяйства страны по расчетам составит к 2010 году до 50-55 млн. м3 , в том числе для жилищного строительства - 18-20 млн. м3 .

3. Производство кровельных и гидроизоляционных материалов

Общероссийский рынок рулонных кровельных и гидроизоляционных материалов оценивается в настоящее время в 450-460 млн.кв.м, «мягкой черепицы» - 3,3-3,5 млн.кв.м. По данным Росстата РФ, в 2005 г. производство мягких кровельных и гидроизоляционных материалов составило 477 млн.кв.м.

Совершенствование ассортимента выпускаемой продукции является приоритетной задачей промышленности кровельных и изоляционных материалов.

В этой связи необходимо существенное изменение в структуре производства, имеющее целью существенное повышение доли современных высокоэффективных материалов (битумно-полимерные, полимерные, в т.ч. на основах из полимерных волокон), обладающих более высокой (в 5-7 раз) долговечностью и надежностью.

Также, изменение структуры производства кровельных материалов, а также повышение их качества невозможно без модернизации или замены морально устаревшего и физически изношенного технологического оборудования.

Производство стекла. Объем производства листового стекла в России в настоящее время составляет 120 млн. кв. метров, в том числе 74% стекла производится по современной флоат-технологии (термополированное). Дефицит высококачественного листового стекла на сегодняшний день составляет примерно 35 млн. кв. метров.

Одной из основных задач является организация широкомасштабного производства в России современных энергосберегающих стекол с твердым и мягким покрытиями.

Производство стеновых материалов. Объем выпуска стеновых материалов в России в 2005 г. доведен до 15 млрд.шт. условного кирпича.

По оценке Росстроя РФ, спрос на стеновые материалы в 2006 г. увеличится до 16-17, а к 2010 г. достигнет 27-28 млрд.шт.усл.кирпича.

Приоритетные направления в производстве стеновых материалов состоят из строительства технологических линий по производству ячеистого бетона автоклавного и безавтоклавного твердения прежде всего на действующих заводах силикатного кирпича, а строительство линий по производству пенобетона и пенополистиролбетона необходимо производить на действующих заводах ЖБИ и КПД.

Производство керамических плиток и санитарных керамических изделий. Технический уровень большинства российских предприятий строительной керамики отстает от уровня большинства зарубежных фирм вследствие оснащенности производства морально и физически ус-таревшим оборудованием. Степень износа оборудования некоторых предприятий составляет свыше 60%, особенно в массоприготовительных отделениях

Основным направлениям развития керамической промышленности является техническое переоснащение и реконструкция предприятий по производству керамических плиток и санитарных керами-ческих изделий с установкой прогрессивного импортного оборудова-ния, имеющее значи-тельное преимущество перед отечественным.

Производство бетона и железобетона. В настоящее время, мировая практика доказывает, что сборный железобетон применяется в строительстве все шире и, вследствие этого, основными направлениями развития в области бетона и железобетона являются:

Разработка, исследование и совершенствование бетонов в части повышения строительно-технических свойств, обеспечивающих гарантированные сроки эксплуатации зданий и сооружений не менее 50 лет, в том числе особо плотных, морозостойких, коррозионностойких, кислотостойких, полимерных, фиброармированных, мелкозернистых и др.;

Разработка и организация производства новых видов цементов, прежде всего быстротвердеющих и высокопрочных, позволяющих в перспективе отказаться от тепловой обработки бетона, безусадочных и бесхроматных цементов, цементов низкой водопотребности.

В области строительного производства, машин и оборудования основными направлениями развития являются:

Разработка конкурентоспособного отечественного оборудования для заводского производства и монтажа сборных железобетонных конструкций;

Расширение номенклатуры и разработка новых видов модульных опалубок;

Создание автоматизированного и механизированного оборудования по приготовлению бетонных и растворных смесей, в том числе сухих смесей широкой номенклатуры, и фибробетонов.

Развитие крупнопанельного домостроения. Изменение структуры жилищного строительства с увеличением доли индивидуального жилья за последние годы, а также введения повышенных требований по теплозащите ограждающих конструкций повлекло в конце прошлого столетия резкое снижение использования мощностей индустриального домостроения.

Минерально-сырьевая база для нерудной промышленности. Объем производства нерудных строительных материалов применяемых в капитальном, жилищном и дорожном строительстве России в 2005 году составил около 257 млн.м3, что на 0,7 % меньше, чем в 2004 году.

Технический уровень оборудования отрасли отстает от мирового, низка степень автоматизации производственных процессов. В отрасли ощущается постоянная нехватка оборудования, ряд прогрессивных машин и оборудования в нашей стране не выпускается.

Одновременно со снижением производства снизилась производительность труда, возросли удельные энерго- материальные затраты и землеёмкость производства.

Такое положение дел в промышленности строительных материалов, дает все основания для сомнений о возможности реализации Национального проекта без государственной поддержки в установленные сроки и в требуемых объемах.

При инвестициях в строительную индустрию конечным эффектом будет являться мультипликативный экономический рост в строительной отрасли и смежных отраслях, при этом денежные средства будут «связаны» в долгосрочных проектах, что не вызовет всплеска инфляции, характерного при прямых бюджетных тратах.

В связи со значительной капиталоемкостью промышленности стройматериалов, начальным толчком к ее динамичному и устойчивому развитию должна послужить программа, создающая на первом этапе начальные условия, которые должны обеспечить гарантированное привлечение инвесторов на рынок.

4. Характеристики загрязнителей и их влияние на окружающую среду

Производство строительных материалов является источником загрязнения воздуха пылью. Оберточно - бумажная отрасль выделяла при производстве такие токсичные соединения: сернистый ангидрит, сероводород, сероуглерод. Кафельные, стекольные, фаянсовые производства выделяли фтористый водород.

Производство цемента и других строительных материалов также является источником загрязнения атмосферы пылью. Основные технологические процессы этих производств - измельчение и химическая обработка шихт, полуфабрикатов и получаемых продуктов в потоках горячих газов всегда сопровождается выбросами пыли и других вредных веществ в атмосферу. К атмосферным загрязнителям относятся углеводороды - насыщенные и ненасыщенные, включающие от 1 до 3 атомов углерода. Они подвергаются различным превращениям, окислению, полимеризации, взаимодействуя с другими атмосферными загрязнителями после возбуждения солнечной радиацией. В результате этих реакций образуются перекисные соединения, свободные радикалы, соединения углеводородов с оксидами азота и серы часто в виде аэрозольных частиц.

В промышленности строительных материалов наибольший “ вклад ” загрязнение среды вносят цементная, производства стекла и асфальтобетона.

В процессе производства стекла в числе загрязнителей, кроме пыли, соединения свинца, сернистый ангидрид, фтористый водород, окись азота, мышьяк - всё это токсичные отходы, почти половина которых попадает в окружающую среду.

Промышленность строительных материалов. Производство цемента и других вяжущих, стеновых материалов, асбестоцементных изделий, строительной керамики, тепло- и звукоизоляционных материалов, строительного и технического стекла сопровождается выбросами в атмосферу пыли и взвешенных веществ (57,1% от суммарного выброса), окиси углерода (21,4%), сернистого ангидрида (10,8%) и окислов азота (9%). Кроме того, в выбросах присутствует сероводород (0,03%).

Наиболее важен показатель утилизации загрязняющих веществ, который означает количество загрязняющих веществ, возвращенных в производство, используемых для получения товарного продукта или реализованных на сторону.

Одной из причин высокой "усвояемости" загрязняющих веществ, по-видимому, является то, что в общем количестве загрязняющих веществ большую долю занимают твердые вещества, которые лучше поддаются сбору и утилизации, нежели жидкие и газообразные. Твердые вещества занимают 93% в общем объеме загрязняющих веществ (158,2 и 147,2 тыс. тонн) и незначительную - 7% (11,0 тыс. тонн) - газообразные и жидкие. Из твердых веществ выброшено без очистки 1%, а из газообразных и жидких - 93%. В целом по области по всем отраслям твердые загрязняющие вещества составляют 33% в общем объеме загрязняющих веществ, тогда как газообразные и жидкие - 67%, и выбрасывается без очистки соответственно 2% и 70%.

Из газообразных и жидких веществ половину составляла окись углерода (51%), а вторая половина представлена сернистым ангидридом (27%) и окислами азота (20%).

5. Мероприятия по защите среды обитания от воздействия производства строительных материалов

Меры по борьбе с загрязнением воздуха могут позитивно воздействовать на структуру промышленности и деятельность отдельных строительных предприятий.

Разработка технологий с низким уровнем загрязнения и капиталовложения в них обычно уменьшают себестоимость продукции на длительный период наряду с падением выбросов. Обязательные нормы выбросов поощряют замену старых предприятий новыми. Чистые технологии могут также снизить капиталовложения и эксплуатационные расходы по сравнению с ранее используемыми процессами главным образом за счет экономии энергии и сырья.

Сложность и острота экологических проблем заставляют изыскивать новые резервы защиты от антропогенного воздействия как в повседневной хозяйственной практике, так и на перспективу. Сегодня уже очевидна недостаточная зффективность традиционных методов охраны природы посредством очистки и обезвреживания выбросов от загрязнителей, требуется применение новых, более рациональных, малоотходных и безотходных технологий, внедрения в хозяйственно-производственную деятельность результатов научных исследований, направленных на оптимизацию взаимодействия человека и природы, обоснование экологических нормативов, обеспечивающих сохранение окружающей среды и здоровья человека, а также рациональное использование природных ресурсов.

В качестве инструмента обоснования правильных решений может быть использована экологическая экспертиза. Основными ее задачами должны быть оценка санитарно-гигиенических, физико-технических, социально-экономических воздействий объектов хозяйственной деятельности на окружающую среду и анализ возможных вариантов этой деятельности.

Возросший круг задач, связанных с решением экологической проблемы, требует анализа антропогенной нагрузки, в частности предприятий отрасли промышленности строительных материалов на биосферу и связанное с ней загрязнение окружающей среды.

В мероприятиях по защите среды обитания от воздействия производства строительных материалов рассматривается совокупность вопросов различной деятельности человека, направленной на устранение воздействия антропогенных факторов, совершенствование и рациональное использование природных ресурсов. В строительной деятельности человека к таким мероприятиям относятся:

Градостроительные меры, направленные на экологически рациональное размещение предприятий, населенных мест и транспортной сети;

Архитектурно-строительные меры, определяющие выбор экологических объемно-планировочных решений;

Выбор экологически чистых материалов при проектировании и строительстве;

Строительство и эксплуатация очистных и обезвреживающих сооружений и устройств;

Рекультивация земель;

Меры по борьбе с загрязнением почв;

Использование безотходных технологий и др.

Для предотвращения загрязнения поверхности Земли нужны предупредительные меры - не допускать засорения почв промышленными и бытовыми сточными водами, твердыми бытовыми и промышленными отходами, нужна санитарная очистка почвы и территории населенных мест, где такие нарушения были выявлены.

Пока единственным путем существенного уменьшения загрязнения окружающей среды являются малоотходные технологии. В настоящее время создаются малоотходные производства, в которых выбросы вредных веществ не превышают предельно допустимых концентраций (ПДК), а отходы не приводят к необратимым изменениям природы. Используется комплексная переработка сырья, совмещение нескольких производств, применение твердых отходов для изготовления строительных материалов.

Создаются новые технологии и материалы, экологически чистые виды топлива, новые источники энергии, снижающие загрязнение окружающей среды.

Список использованной литературы

1. Авраменко С.В. Современные проблемы экологии. М., 2004г.

2.Израэль Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды. - М.,1994г.

3.Малахов А.Г., Маханько Э.П. Выброс токсичных металлов в атмосферу и их накопление в поверхностном слое земли. М.,1998г.

4.Порядина А.Ф. Экологическое аудирование промышленных предприятий. М., 1997г.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Производство строительных материалов и вредные вещества, попадающие в атмосферу при их производстве. Негативные последствия для окружающей среды и человека при превышении норм выбросов в атмосферу. Прогноз риска возникновения рефлекторных эффектов.

контрольная работа , добавлен 12.11.2009


Понятие о строительной экологии, ее структура, основные цели и задачи. Основные стадии жизненного цикла строительного процесса, виды загрязнений и меры защиты окружающей среды. Классификация антропогенных воздействий. Решение экологических проблем.

презентация , добавлен 22.10.2013


Радиационная безопасность как важнейший гигиенический критерий экологической безопасности материала. Понятие радионуклидов, их содержание в строительных материалах. Характеристика строительных материалов по содержанию радионуклидов и экологичности.

реферат , добавлен 03.02.2011


Общая характеристика утилизации и вариантов использования отходов металлургического комплекса и химического производства в промышленности. Основные направления утилизации графитовой пыли. Оценка золошлаковых отходов как сырья для строительных материалов.

реферат , добавлен 27.05.2010


Задачи строительной экологии, исследование негативного воздействия строительных технологий на человека и природные экосистемы. Риски антропогенных опасностей, связанные со строительной деятельностью. Классификация загрязнений, экологические нормативы.

презентация , добавлен 08.08.2013


Анализ воздействия отрасли строительства на окружающую среду Краснодарского края, источники ее загрязнения. Оценка возможности и целесообразности создания и внедрения системы управления качества окружающей среды (СУКОС) в строительных организациях.

курсовая работа , добавлен 07.07.2009


Особенности утилизации отходов от машиностроительного комплекса, переработки древесины и производства строительных материалов. Анализ тенденций к обработке промышленных отходов на полигонах предприятий с заводской технологией обезвреживания и утилизации.

реферат , добавлен 27.05.2010


Определение и область применения теплоизоляционных строительных материалов (стекловаты, пеностекла, стеклопоры, вспученного перлита). Получение теплоизоляционных материалов. Виды воздействия на окружающую среду при их производстве и методы его снижения.

курсовая работа , добавлен 11.06.2014


История возникновения исследуемого предприятия. Оценка его воздействия на атмосферный воздух. Обзор выбросов по предприятию. Экономическая оценка ущерба от загрязнения атмосферы. Применяемые аппараты и сооружения очистки. Накопление и утилизация отходов.

курсовая работа , добавлен 16.02.2016


Основные источники загрязнения: промышленные предприятия; автомобильный транспорт; энергетика. Природные и техногенные источники загрязнения воды, почвы. Главные источники загрязнения атмосферы. Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе.

Вам могут быть интересны следующие материалы

Бизнес

Вопросы

Интернет

Недвижимость

Страхование

Услуги

© 2024 Финансы. Бизнес. Недвижимость. Услуги. Страхование