Производство кирпичей из мусора - бизнес, который делает планету чище. Производство кирпичей из мусора как бизнес Декоративная плитка из электронно-лучевых трубок

«Строим из мусора» (Building from Waste) – — это книга, которая не попадет в ваш список чтива на выходные или отпуск, однако, некоторым она покажется довольно любопытной. Каждый год населенные пункты производят 1,3 миллиарда тонн твердых отходов. Книга утверждает, что их просто необходимо использовать как дешевые и прочные строительные материалы. Благодаря этому человечество может значительно снизить уровень загрязнения окружающей среды.

Соавторы Дирк Хебель, Марта Вишневская и Феликс Хейз внимательно присмотрелись к сфере строительства и придумали мусорологию, призванную найти новые и интересные строительные материалы, которые обычно можно найти на свалке. Книга утверждает, что в будущем мы бы смогли повторно использовать практически все, так же как было когда-то, когда все отходы были органическими.

Особенно такой подход будет полезен в будущем, когда население увеличится, а уровень отходов удвоится. Далее представлен список строительных материалов, которые пользуются наибольшей популярностью у авторов книги.

Газетное дерево

Этот разработка пришла из Норвегии, где ежегодно перерабатывается более 1 миллиона тонн бумаги и картона. Дерево создается путем прокатки бумаги с нерастворимым клеем. Далее получается нечто похожее на полено, которое разрезается на пригодные для работы доски. Древесина позже может быть дополнительно защищено для того, чтобы сделать её влаго- и огнеустойчивой. В результате доски можно использовать точно так же, как и обычное дерево.

Дерево из газеты

Крыша из подгузников

Хорошая новость: все же можно что-то сделать с многочисленными подгузниками и гигиеническими изделиями, которые мы постоянно выбрасываем, даже если они грязные и отвратительные. Специальная установка для переработки способна отделить полимеры от органических отходов и на их основе могут быть созданы строительные материалы, такие как плитка на фотографии выше.

Блоки из пакетов

На фотографии показаны полностью изготовлены из старых пакетов строительные блоки, которые довольно трудно переработать другим путем. Переработанные пакеты или пластиковые упаковки помещают в специальную форму, а затем под высокой температурой сдавливают вместе, чтобы образовать блок. Правда, они слишком легкие, чтобы использоваться для несущих стен, однако ими можно разделять помещения.

Строительные блоки из пластиковых пакетов

Кровавые блоки

Возникновение этой идеи стало результатом того, что кровь животных считается бесполезной и обычно утилизируется. Однако, благодаря высокому содержанию белка она является одним из самых сильных биологических клеев.

Британский студент Джек Монро, который учится на архитектора, предлагает использовать обезвоженную кровь, поставляемую в виде порошка.

Потом смешивать её с песком, чтобы образовалась паста. Это может быть особенно полезно в регионах, где после убоя скота остается много крови, а строительные материалы в дефиците.

Изготовление строительных блоков из крови животных

Строительные блоки из бутылок

Тут идея другая, так как она основана на потребительских товарах, которые позже могут быть использованы в качестве строительных материалов. Множество компаний уже сейчас изготавливают бутылки кубовидной формы, чтобы их легче было перевозить.

Однако практическое использование такого материала началось с пивоварни Heineken в 1960 годах. Альфред Хайнекен посетил карибский остров, на котором повсюду были разбросаны открытые бутылки из-под его пива, чему он был не рад. После этого компания перешла на новые бутылки, как показано на фото.

Горлышко вставляется в специальную выемку на днище, после чего получается замкнутая линия из бутылок.

Стена возведенная из бутылок

Изоляторы от смога

Одним из самых больших вместилищ отходов является воздух, который становится малопригодным для наших легких. А еще и парниковый эффект, который поднимает температуру на планете до непригодной для человеческой расы. Dastyrelief – это система, которую создали в городе Бангкоке. Суть заключается в размещении на зданиях электрически заряженных сеток, которые притягивают частицы смогу и склеивают их вместе. В результате на зданиях образуется нечто похожее на сизый мех. Он, конечно, не особе привлекателен, однако всяко лучше того, что могло бы образоваться внутри ваших легких.

«Сизый мех»

Стены из грибов

Конструкторы нашли способ, с помощью которого можно выращивать изоляцию и упаковочные материалы из мицелия. Это такие бактерии, которые можно найти в гниющих организмах, таких как стволы деревьев и побочных продуктах сельского хозяйства. Если их поместить в специальную форму, эти органические вещества вырастают заданной формы в течение всего нескольких дней, а затем рост может быть остановлен с помощью горячей печи.

Грибы как строительный материал для стен

Пласфальт

Звучит оно забавно, однако штука действительно интересная. Пласфальт состоит из зерен, полученных из несортированных пластиковых отходов, которые заменяют традиционно используемые песок и гравий. Во время испытаний было установлено, что дороги из пласфальта гораздо меньше подвержены износу, а всё потому, что пластиковые гранулы соединяются гораздо лучше, нежели те самые песок и гравий.

Фото пласфальта

Панели из винных пробок

Эти панели для стен или пола сделаны благодаря комбинации переработанных и целых винных пробок, которые вы можете разглядеть на фотографии. Это довольно хорошая идея, так как ежегодно потребляется более чем 31.7 миллиарда бутылок вина.

Панели из винных пробок

В последние годы крупные промышленные предприятия часто обвиняют во вреде наносимом экологии. Видимо поэтому сейчас все чаще стали появляться идеи бизнеса, в которых массовое производство совмещается с пользой для экологической обстановки на планете. Одной из таких бизнес идей можно назвать изготовление строительных материалов из отходов других производств, а попросту говоря из мусора.

Давайте рассмотрим один из уже существующих типов производства подобных стройматериалов – кирпичей и блоков из вторсырья.

Как можно использовать «мусор» для производства кирпичей

Сразу хочется отметить, что все примеры производства кирпичей и блоков из отходов различных промышленных производств находятся на уровне стартапов. Но все это более чем перспективные проекты, каждый из которых может вырасти в высокодоходный бизнес.

И сразу же хочется рассмотреть то, почему у подобного бизнеса есть большие перспективы:

Дешевое сырье. То, что станет сырьем для изготовления вашей продукции, другими производителями рассматривается как отходы, от которых нужно избавляться, затрачивая на это собственные ресурсы. Предложите подобным бизнесменам или муниципальным организациям услуги по вывозу отходов, и вы обеспечите себя дешевым сырьем.
Возможность выиграть тендеры. Если для запуска бизнеса вам придется участвовать в тендерах, то на вашей стороне будет то, что своим производством вы улучшите экологическую обстановку в регионе, и обеспечите рынок доступными строительными материалами.
Широкая целевая аудитория. Производимые вами строительные материалы будут интересны для малоэтажного строительства, создания канализационных систем, возведения цехов и производственных помещений и т.д. Спрос будет обеспечен доступной ценой, которая ниже на 10-15% в сравнении с традиционными строительными материалами.

Перспективы открываются большие. А теперь рассмотрим, как их уже реализуют на практике.

Примеры производства кирпича из вторичных отходов

Теперь рассмотрим несколько вариантов использования отходов для производства кирпича:

Кирпич из котельной золы

Данная технология разработана в Массачусетском университете, показала себя успешной, и теперь внедряется на строительных работах в индийском городе Музаффарнагар. В качестве сырья используется зола из котельной (70%), к которой добавляется глина и известь. До этого котельную золу попросту закапывали в землю. А теперь из нее можно стоить комфортное жилье.

Блоки из строительных отходов

Следующий пример относится к изготовлению стеновых блоков, а не кирпичей. Производство было организованно во Владивостоке, там был создан завод по производству стройматериалов из строительных и производственных отходов. Все эти отходы подаются в шредер, измельчаются, превращаются в однородную массу, после чего из них формируются блоки для строительства зданий.

Кирпичи из бумаги.

Последний пример еще находится на стадии разработки. Из отходов бумажного производства и глины, создается масса, из которой формируют кирпичи, далее обжигаемые в печи. Технология разработана в университете Хаэна, и согласно отчетам их исследователей из данного материала можно создавать надежные малоэтажные энергоэффективные дома. Правда, такие кирпичи имеют более низкую прочность, чем традиционные, что требует дополнительных решений в армировании стен будущего здания

Бизнес идея производства кирпича из мусора, эта та отрасль, которая требует исследовательской смелости, технической смекалки и предпринимательского гения. Но если у вас получится реализовать подобный проект, то вы сможете занять главенствующее положение в только формирующемся рынке. А если вы предпочитаете полностью проработанное производство стройматериалов, то имеет смысл заняться

изготовлением пенобетонных блоков и прочих традиционных стеновых материалов. Если вам понравился этот материал, то поделитесь им со своими друзьями – возможно он будет полезен и им.

Кирпич всегда был и есть, пожалуй, одним из самых востребованных строительных материалов, начиная с 3-2 тысячелетий до нашей эры и заканчивая сегодняшним днем. И это не удивительно, если учитывать его сочетание качеств – универсальность, надежность, отличные эксплуатационные характеристики, приятная цена.

В любое время года на этот материал имеется стабильный спрос, так что линия по производству кирпича – довольно-таки выгодное дело. К тому же, несмотря на приличную конкуренцию, нынешний рост строительства дает возможность предпринимателям удачно создавать и развивать свой бизнес. Почему бы тогда не рискнуть и не попробовать? Специально для тех, кто решился, в рамках нашей статьи мы обговорим основные моменты, которые необходимо знать, прежде чем начать заниматься организационными вопросами.

Методы изготовления кирпича или будущий ассортимент вашего производства

По определению кирпич – это камень искусственного происхождения, изготавливаемый из минеральных компонентов и имеющий прямоугольную форму. Однако внешние показатели, эксплуатационные свойства и способ изготовления изделий могут разниться.

Способ исполнения:

Силикатный кирпич. Основные компоненты – вода, кварцевый песок и воздушная известь.
Керамический кирпич. Создается из глины.
. В качестве сырья используются отходы асбестовой, металлургической, цементной и горнорудной промышленностей.

Сфера применения:

Строительный кирпич (полнотелый и пустотелый) – незаменим при кладке стеновых конструкций, печей и других сооружений.
представляет собой гладкий брусок с множеством пустот в «теле», благодаря чему очень легок и удачно применяется для отделки и украшения зданий.
Клинкерный – используется для покрытия дорог и украшения экстерьера зданий.

Основные характеристики:

По виду поверхности кирпич бывает – гладкий, рельефный, с колотой фактурой.
По цвету – белый (силикатный), красный (глиняный) и желтый.
По размеру – одинарный, полуторный, двойной (например, двойной силикатный кирпич М 150), нестандартный.
Исходя из , существуют следующие марки кирпича – F15, F20, F30, F50, F100.
Исходя из водопоглащения – диапазон данного показателя может быть в пределах от 6 до 16%.

Керамический кирпич – традиционный способ изготовления

Бизнес по производству кирпича из глины, пожалуй, самый затратный во всех планах (свободная площадь, оборудование, топливо, электроэнергия, исходное сырье, число работников и т.п.). Однако он же и самый рентабельный – высокая мощность производства дает возможность быстро окупить все затраченные средства.

Основным компонентом для керамического кирпича служит глина, которая в зависимости от месторождения может быть различного качества. Именно доля глины в составе кирпича определяет качество самих изделий.

Например, необожженный кирпич, высушенный на воздухе, обычно состоит из глины и соломы, поэтому имеет малое содержание (менее 30%) основного компонента. Понятное дело, свойства и долговечность такого кирпича будут гораздо меньшими, нежели у терракотовых продуктов, на 75% состоящих из глины.

Изготавливаются керамические кирпичи методом пластического формирования. Для большего понимания рассмотрим эту технологию по этапам:

В первую очередь, подготавливается сырье – глина увлажняется паром и тщательно обрабатывается до получения пластичной массы, без крупных каменистых частиц (данная процедура заменяет традиционный процесс вылеживания).

Затем осуществляется формирование кирпича-сырца. Предварительно полученная глиняная лента нарезается автоматическим экструдером. На этом этапе размер кирпичей немного больше стандартного, так как последующая обработка (сушка и обжиг) усадит их.

Сушка – пожалуй, самый сложный и важный этап изготовления. Ведь нужно сушить медленно, следить за тем, чтобы скорость испарения не превышала скорости ее миграции из внутренних слоев. И если эта инструкция не будет соблюдена, кирпич попросту растечется. Как только будет достигнута влажность изделия 6-8% – его можно отправлять на обжиг.

Заключительный этап – обжиг. Для данной цели используются печи различной конструкции: это и старинные кольцевые печки, в которые кирпичи укладываются и вынимаются своими руками, и современные туннельные агрегаты, где изделия обжигаются в процессе их продвижения по печи. Температура обжига полностью зависит от состава сырьевой массы (обычно она варьируется в диапазоне от 950 до 1000ºC).

После обжига структура кирпича полностью изменяется: теперь это камневидный искусственный строительный материал, прочный, устойчивый к температурным перепадам, влаге и обладающий другими незаменимыми свойствами.

Нужно заметить, что керамический кирпич может быть полнотелым и пустотелым. В чем разница? Наличие пустот не только улучшает качество продукции (в частности уменьшение массы и коэффициента теплопроводности), но также облегчает процесс производства. Кирпичи гораздо быстрее проходят процесс сушки, так как пустоты позволяют повысить равномерность нагрева изделия. Как результат – меньший расход топлива не в ущерб, а даже в угоду качеству.

Силикатный кирпич – технологические нюансы

Как уже говорилось выше, силикатные изделия состоят из воздушной извести и кварцевого песка. В этом случае производство кирпичей осуществляется по методу автоклавного синтеза:

Берутся компоненты в таких пропорциях: 9 долей кварцевого песка, 1 доля воздушной извести и различные добавки. Затем все это перемешивается и подвергается сухому прессованию, в результате чего будущему кирпичу придается стандартная прямоугольная форма. Далее заготовка проходит автоклавную обработку под воздействием водяного пара при температуре 170-200ºC и при давлении 8-12 атмосфер.

Что такое автоклав? Это установка из стали, имеющая горизонтально цилиндрическую форму. В диаметре она достигает более двух метров, а в длину – от двадцати до тридцати метров. С торцов автоклав закрыт крышками, в его нижней же части расположены рельсы, по которым продвигаются загруженные вагонетки с готовыми изделиями.

К сведенью! Кирпичи, изготавливаемы исключительно из основных компонентов (извести и песка), получаются белого цвета. Для достижения других цветовых решений к двум составляющим добавляются всевозможные пигменты, устойчивые к щелочам.

Уникальность автоклавного метода производства кирпича в том, что можно получать продукцию различной плотности и прочности, используя при этом одни и те же компоненты и процессы их обработки. Здесь все зависит лишь от температуры и давления.

Оценивается качество готовой продукции по ее техническим характеристикам:

Предел прочности изделия при сжатии не должен быть менее 15-20 МПа.
Средняя плотность – не менее 1300 кг/м³.
Устойчивость к морозам (т.е. число циклов замораживания-размораживания, которые кирпич способен выдержать).
Допустимая температура применения – не более 550ºC.

Для изготовления силикатного кирпича требуется следующее оборудование:

дозатор и бункер для песка;
дозатор и бункер для вяжущих компонентов;
двухвальный смеситель;
стержневой смеситель;
силос-реактор;
пресс;
автоклав;
автоматический укладчик;
передаточная тележка для загрузки вагонеток;
транспортеры.

Производственная мощность такой линии – 20 миллионов тонн изделий в год. Однако для ее нормальной работы нужно нанять более двадцати сотрудников (из расчета по 10 человек на смену).

Внимание! Помимо рабочих рук, не обойтись без водителя, менеджера по продажам, бухгалтера, кладовщика и уборщика. Понятное дело, один человек не сможет следить за всеми процессами, касающимися производства.

Кроме того, необходимо позаботиться о поставке топлива (более 700 тонн в год), отдельном здании под кирпичный завод и грузовом автомобиле с автокраном для погрузки, транспортировки и разгрузки строительного материала.

В целом же, чтобы организовать силикатное кирпичное производство в России потребуется меньше площади, чем, например, для возведения керамического завода. К тому же, оно расходует в 2 раза меньше топлива и в 3 раз меньше электричества, а сам процесс изготовления в 2,5 раза менее трудоемкий и затратный по времени. Таким образом, по сравнению с керамическим кирпичом, себестоимость силикатных изделий снижается где-то на 25-30%.

Гиперпрессованный кирпич как альтернативный вариант

Если на данный момент у вас нет достаточного капитала для строительства керамического или силикатного кирпичного завода, то существует наиболее бюджетный вариант организации бизнеса – производство гиперпрессованного кирпича.

В таком случае понадобится следующее оборудование:

бетоносмеситель;
цементный дозатор;
установка для формирования;
печка с двумя рукавами;
питатель-дозатор;
компрессионная установка;
приемные и расходные бункеры;
конвейеры;
дробилка;
подъемники.

Минимальная стоимость перечисленного выше оборудования составляет примерно 10 миллионов рублей. Производственная же мощность линии – около 4 миллионов изделий в год.

Важно! Лучше не экономить на техники. Поддержанное оборудование хоть и стоит гораздо дешевле, но регулярные ремонтные работы и, как результат, простои сделают производство невыгодным.

Для размещения всего оборудования, а также для хранения готовых кирпичных изделий потребуется не менее 400м² свободной площади, где высота потолков будет 5-6 или более метров.

На таком мини-заводе за сырье, как правило, берутся отходы асбестовой, металлургической, цементной и горнорудной промышленностей. Все расходы окупаются примерно за два года, а выгода производства кирпича гиперпрессованным методом составляет около 20%. Тем не менее, прибыль от такого предприятия, конечно же, будет меньше, нежели от крупного керамического или силикатного завода.

Итак, вне зависимости от того, какой метод изготовления вы выберете, и какую продукцию будете создавать (например, производство облицовочного кирпича) – в любом случае вам нужно будет учесть следующие моменты:

Организация любого дела начинается с составления проектной документации. Сюда же входит бизнес план на производство, в ходе составления которого будут определены перспективы будущего предприятия, потенциальная прибыль, возможные подводные камни. Также в нем должен быть четко прописан процесс производства и технико-экономические расчеты.
Поиск подходящего помещения площадью не менее 500м² и с потолком не ниже 5 метров для комфортного размещения производственной линии. Самое рациональное решение на первое время – аренда заброшенного цеха, завода, фабрики, загородного склада и так далее.

Обратите внимание! Помещение под кирпичное производство в идеале должно разделяться на три зоны: склад для сырья, цех для производства, склад для готовых изделий.

Поиск поставщика необходимого оборудования, в зависимости от того, какой метод производства выбран. Сегодня в этом нет никаких сложностей, так как подобное оборудование продается почти в каждом регионе страны. Однако помните, что приобретать его лучше у проверенных поставщиков, находящихся недалеко от вас. Таким образом, вы упростите доставку и дальнейшее техническое обслуживание агрегатов.

Наем работников, даже, несмотря на то, что кирпичное производство является полуавтоматизированным. О количестве рабочих и управляющих людей мы уже упоминали выше.

Непосредственно перед запуском производства потребуется провести лабораторные исследования и испытания сырья, а затем на их основе разработать соответствующий регламент.
Еще один важный вопрос – куда девать отходы кирпичного производства? Пожалуй, самое рациональное решение – вывозить их во вторичный ПЭТ. Например, из битого кирпича получается отличная черепица для крыш. Регулярная небольшая прибыль в «копилку» вашего бюджета.

Вывод

Кирпичное производство – прекрасная идея для открытия собственного бизнеса в строительной сфере. Главное все хорошо проанализировать, спланировать и организовать. Тогда и спрос на продукцию быстро возрастет, и вложения окупятся за считанное время, и регулярная прибыль будет расти.

Желаем вам успехов в ваших перспективных начинаниях! А в представленном видео в этой статье вы найдете дополнительную информацию по данной теме.

Еще сто лет назад слово «кирпич» не вызывало разнообразных определений. Кирпичом называли, выражаясь по-современному, изделие из обожженной глины. Эти и есть старый и добрый строительный материал, по сию пору считающийся самым надежным и «благородным». В XX веке значения этого слова существенно расширилось, ибо стали появляться самые разные кирпичи. Например, белый силикатный кирпич на основе кварцевого песка и извести. В советское время такой материал использовался весьма широко. Он не требовал высоких температур для производства, а стало быть, был дешевле. Правда, потребитель воспринимал его как некий «эрзац», некую «плебейскую» замену нормальному керамическому кирпичу. И это несмотря на то, что в малоэтажном строительстве новый материал зарекомендовал себя неплохо. Был он достаточно прочным и надежным. Но, к сожалению, «не дружил» с огнем и водой.

Развитие современных технологий постепенно привело к тому, что разные виды кирпичей стали появляться как из рога изобилия. В принципе, «кирпичом» стали называть любое изделие прямоугольной формы, которое можно было поднять одной рукой.

Некоторые умельцы умудряются делать «кирпичи» из песка и цемента – без всякого автоклавной обработки. Используют для этого специальные пресс-формы. Раз – и готово! Для индивидуального строительства этот метод не так уж плох. Можно у себя во дворе организовать такое вот мини-производство и наделать подобных «кирпичей» в одиночку. Потом в одиночку выложить стену. Загляденье просто!

Но все же, как мы понимаем, нормальный материал должен производиться на предприятиях, а не кустарным способом. А здесь уже важны вопросы экономии. Керамический кирпич – при всех его достоинствах – все же является материалом затратным. О массовом применении в наши дни речи уже не идет, как бы к нему ни относился потребитель. Лет пять назад в нашей области делались расчеты, которые показали, что себестоимость кирпичного дома будет находиться на уровне 40 тыс. рублей за квадратный метр. То есть никакой «эконом-класс» из кирпича невозможен. Конечно, есть разнообразные комбинированные варианты, с применением утеплителей: «слоистая» кладка, «колодцевая» кладка. Но, как мы понимаем, это уже совсем не то. «Благородство» здесь уже мнимое, для видимости. А надежность таких конструкций вообще вызывает большие сомнения.

Некоторые производители, идя навстречу потребительским запросам, специализируются на выпуске поризованного и пустотного кирпича, не требующего дополнительного утепления. Но к такому материалу есть претензии даже у строителей. Прочность его меньше, да вдобавок появляется уязвимость для влаги.

С точки зрения строительства главное достоинство кирпича именно в надежности такой конструкции и относительной легкости монтажа, не требующего применения каких-то сложных приспособлений. Ведь технология возведения кирпичной кладки практические не менялась тысячелетиями, еще со времен царя Навуходоносора. Тем он обычно и привлекателен для индивидуальных застройщиков, что, освоив некоторые навыки укладки кирпича на раствор, можно самостоятельно выложить стену.

В нашей стране, где полно «рукастых» мужиков, граждане на своих участках вволю бы возводили себе дома и иные постройки, если бы под рукой было полно этого материала – надежного и, главное, недорогого. Однако здесь одно с другим – надежность и дешевизна – никак не срастаются.

Хороший керамический кирпич для среднестатистического россиянина в любом случае дорог. Хотелось бы иной раз чего-нибудь сварганить, да дорого. Приходится искать дешевую замену. А дешевая замена, как мы понимаем, не отличается надежностью.

Однако прогресс не стоит на месте. Во многих странах сейчас обращают внимание на отходы промышленных и энергетических предприятий как на источник сырья для производства недорогих материалов. Например, в США примерно восемь лет назад разработали технологию производства так называемого «зеленого» кирпича из золы и пепла. По своим свойствам он нисколько не уступает керамическому кирпичу – так же прочен и надежен, без проблем выносит и жару, и холод. Но при этом – в несколько раз дешевле. Кроме того, массовое производство «зеленого» кирпича позволяет с пользой для дела утилизировать производственные отходы, коих в этой стране ежегодно накапливается по 50 миллионов тонн.

Ничего нового здесь, конечно же, нет. Просто эпоха диктует свои условия. Производители обычно проявляют консервативность в таких вопросах. Использование вторсырья воспринимается как что-то второстепенное и «нечистое». Копаться в отходах, вроде как, - не «барское дело». То есть проблема эта, прежде всего, не технологическая, а психологическая. Обычно отходы использовались как добавки для дорожного строительства. Теперь же ставится вопрос о том, чтобы производить на их основе конкретные изделия. И надо полагать, время работает на этот подход. Ведь для массового выпуска «зеленого» кирпича не нужно рыть карьеры. Наоборот, такое производство позволяет очищать природу от хлама.

В нашей стране просматривается та же тенденция. Золы и шлаки еще в советские времена применялись в дорожном строительстве. А такие материалы, как шлакоблоки и шлакобетон – очень даже хорошо известны нашим потребителям. Правда, их производство по сию пору носить полукустарный характер.

«Серьезный» производитель работает, как и раньше, с тем материалом, что извлекается в карьерах. Но в любом случае время свое возьмет. В Омске, например, уже приступили к выпуску «зеленого» кирпича из зол и шлаков ТЭЦ. Очень показательный прецедент.

Для закрепления данной тенденции необходимо, чтобы по этому вопросу свое веское слово сказала наука. Надо отметить, что в Институте химии твердого тела и механохимии СО РАН давно уже, так сказать, присматриваются к промышленным отходам. Например, завалы металлургических предприятий Кузбасса специалистами Института вообще рассматриваются как «Клондайк» для нашей стройиндустрии. В частности, из металлургического боя с применением силикатного вяжущего были получены образцы огнеупорного кирпича плотностью 2 Г/СМ3 и линейными размерами: 380Х130Х120. По словам ведущего специалиста Института Владимира Полубоярова, промышленные отходы вполне пригодны для производства недорогого кирпича и даже декоративной плитки («искусственного гранита»).

Полученный кирпич по прочности ничуть не уступает керамическому кирпичу и точно так же надежен в эксплуатации. При этом он, конечно же, будет дешевле. Экономия достигается главным образом за счет того, что при производстве такого кирпича не требуется высоких температур. Достаточно 300 градусов Цельсия, чтобы получить изделие с приемлемыми характеристиками по прочности. В то время как для обжига керамического кирпича необходимо «обеспечить» не менее 900 градусов Цельсия. Отметим, что в наше время энергозатраты – одна из основных статей производственных расходов. И эти расходы, безусловно, будут только расти. В этом плане традиционный керамический кирпич нужно воспринимать как «пережиток прошлого». И судьба многочисленных кирпичных предприятий, по большому счету, предрешена – по мере роста цен на энергоносители им ничего хорошего не светит. А новое, более прогрессивное, в любом случае пробьет себе дорогу. По мнению Владимира Полубоярова, если бы предложенная Институтом технология нашла широкое применение, мы бы получили «копеечный» строительный материал, ничуть не уступающий «благородному» кирпичу.

Понятно, что инвесторы, вложившие огромные деньги в кирпичное производство (а в НСО действует уже не менее 15 кирпичных заводов), были бы совсем не рады такой конкуренции. В то же время мы не думаем, что российский потребитель настолько избалован, что воспринял бы «зеленый» кирпич (будем применять этот термин) со скепсисом и недоверием. Уж если в провинции граждане строят себе дома и гаражи из некондиции (так оно дешевле), то добротный недорогой материал был бы воспринят положительно. Здесь нет никаких сомнений. Ученые готовы внести свой вклад в этот процесс. Дело стало за производителями. Технически ничто не мешает устраивать автоматизированные линии и на производстве, которое работает с

Проведен анализ состояния проблемы утилизации боя керамического кирпича, образующегося в качестве отхода при замене кирпичной кладки в процессе проведения ремонтных работ. Выявлено отсутствие в мировой практике действенных способов массовой утилизации таких отходов. Представлены результаты исследования, определяющие новое направление утилизации боя керамического кирпича путем возвращения его в ресурсный цикл в качестве сырьевого материала для производства строительных композитов, уменьшая одновременно риск от загрязнения окружающей среды. Показано, что с точки зрения рационального природопользования вышедший из употребления керамический кирпич представляет собой недоиспользованное сырье строительного назначения, способное обеспечить керамическую промышленность высококачественным отощающим материалом, подобным шамоту. Обоснована целесообразность использования таких отходов в качестве механически активной составляющей сырьевой шихты для получения декоративных бетонов мелкоразмерных элементов дорожного мощения, улучшая их физико-механические показатели и цветовые характеристики.

бой керамического кирпича

строительные композиты

отощающая добавка

теплопроводность материала

1.Андрианов Н.Т., Балкевич В.Л., Беляков А.В. и др. Химическая технология керамики: Учебное пособие/ под ред. И.Я. Гузмана. – М.: ООО РИФ «Стройматериалы», 2011. – 496 с.

2.Довженко И.Г. Исследование влияния металлургических шлаков на сушильные свойства керамических масс для производства лицевого кирпича// Стекло и керамика. – 2013. – №12. – С. 24–27.

3.Рахманкулов Д.Л. Исторические аспекты производства и использования мелкоштучных бетонных стеновых и дорожных изделий// Башкирский химический журнал. – 2006. – Т. 13. – №2. – С. 77–83.

4.Семенов А.А. Состояние российского рынка керамических стеновых материалов// Строительные материалы. – 2014. – №8. – С. 9–12.

5.Столбоушкин А.Ю., Бердов Г.И., Столбоушкина О.В., Злобин В.И. Влияние температуры обжига на формирование структуры керамических стеновых материалов из тонкодисперсных отходов обогащения железных руд// Известия вузов. Строительство. – 2014. – №1. – С. 33–42.

6.Ткачев А.Г., Яценко Е.А., Смолий В.А. и др. Влияние углепромышленных отходов на формовочные, сушильные и обжиговые свойства керамической массы// Техника и технология силикатов. – 2013. – №2. – С. 17–21.

7.Экологические, теоретические и технологические принципы использования фосфорного шлака и золошлакового материала в производстве высокомарочного керамического кирпича: монография/ В.З. Абдрахимов, И.В. Ковков. – Самара: изд-во ООО «Центр Перспективного Развития», 2009. – 156 с.

8.Юшкевич М.О., Роговой М.И. Технология керамики: учеб. пособие. – М.: Изд-во литературы по строительству, 1969. – 350 с.

Строительные отходы, в том числе кирпичные, образующиеся в больших объемах при проведении ремонтных работ, до настоящего времени в основном вывозятся на свалки твердых бытовых отходов (ТБО). При этом не только значительно увеличиваются объемы свалок, но и безвозвратно теряется невозобновимое минеральное сырье, ресурсы которого ограничены. Отсутствие в мировой практике действенных способов массовой утилизации отходов строительной отрасли выдвинуло задачу изыскания новых подходов и технологий по их вовлечению в хозяйственный оборот.

Данная работа посвящена изучению свойств кирпичных отходов как техногенного минерального сырья строительного назначения. Актуальность решения такой задачи обусловлена, с одной стороны, экологическими проблемами снижения ресурсоемкости строительных материалов и изделий, с другой - вопросами социально-экономического развития региона. Известно, что минерально-сырьевая база исчерпывается с возрастающими темпами и является недостаточной для удовлетворения потребностей строительной отрасли в минеральных ресурсах, что определяет необходимость вовлечения в ресурсный цикл техногенных материалов. При этом большими возможностями для использования техногенного сырья обладает производство керамического кирпича . Вработах доказана возможность применения различных техногенных материалов при производстве керамического кирпича в качестве добавки, а в некоторых композициях в качестве основного сырья , замещая частично или полностью невозобновимые исчерпаемые ресурсы глинистых пород. Большой объем производства керамического кирпича позволяет утилизировать промышленные отходы в значительных количествах и широком диапазоне их состава с использованием традиционной технологии и аппаратурного оснащения. Кроме того, создание сырьевых композиций с применением техногенных материалов в качестве добавки является одним из путей расширения масштабов использования низкосортных глинистых пород, повышения технических свойств и понижения стоимости получаемого керамического кирпича.

С точки зрения рационального природопользования бой керамического кирпича представляет собой недоиспользованное сырье строительного назначения, способное обеспечить керамическую промышленность высококачественным отощающим материалом подобным шамоту. Известно , что шамот является одним из наиболее качественных отощителей глин. Шамот в отличие от других отощителей не снижает огнеупорность керамической массы, но является дорогим материалом, и поэтому его не применяют для изготовления дешевых керамических изделий, в частности керамического кирпича.

Целью проводимых исследований являлась оценка применимости вышедшего из употребления керамического кирпича для использования как компонента сырьевой шихты строительных композитов.

Материалы и методы исследования

В исследованиях использовали бой керамического кирпича, образующийся в качестве отхода при замене кирпичной кладки в процессе проведения ремонтных работ на предприятии теплоэнергетики. Исследуемый отход рассматривался как отощающая добавка в составе керамической массы для получения керамического черепка строительного назначения. Вкачестве основного сырья использовались глинистые породы местных месторождений. Сырье глинистое было испытано в соответствии с требованиями ГОСТ 9169-75 «Сырье глинистое для керамического кирпича» и нормативными методиками ГОСТ 21216-2014 «Сырье глинистое. Методы испытаний». По физико-механическим свойствам, определяемым числом пластичности и показателем огнеупорности, они относятся к среднепластичному и легкоплавкому глинистому сырью, а по гранулометрическому составу к низко- и среднедисперсным. По минеральному составу исследованные в эксперименте образцы глинистых пород относятся к полиминеральным, в основном монтмориллонитовым глинам. По химическому составу они соответствовали требованиям ГОСТ 32026-2012, ГОСТ 9169-75 и ОСТ 21-78-88 к сырью для керамической промышленности.

Экспериментальные исследования в работе включали разработку составов сырьевой шихты и изготовление образцов керамического черепка. Составы керамических масс разрабатывались с использованием методов строительного материаловедения и математического моделирования. Сырьевые материалы, смеси, образцы подготавливались по стандартной методике.

На стадии подготовки бой кирпича измельчался путем сухого помола в шаровой мельнице до тонкости помола с остатком на сите №008 не более 5мас. %. Отсеянный на сите №008 кирпичный порошок (насыпной плотностью ρн=1256кг/м3) в количестве 5-35мас. % смешивался с глиной до получения однородной массы. Сырьевая шихта затворялась водой до образования пластичного теста. Из подготовленной керамической массы методом пластического формования изготавливались лабораторные образцы-кубы размером 70×70×70мм. Изготовленные образцы выдерживались при температуре (20±5) °C в течение 24часов. Расформованные образцы досушивались в сушильном шкафу в течение 4ч при температуре (105±2) °С. Обжиг образцов проводился в муфельной печи SNOL6,7/1300. Режим обжига устанавливался с учетом компонентного состава сырьевой шихты. Максимальная температура обжига рассчитывалась по формуле

где - массовые доли в шихте оксидов кремния, алюминия, кальция, магния, железа, мас. %.

Для исследованных составов сырьевой шихты в выбранных интервалах варьирования массовой доли порошка кирпичного боя максимальная температура обжига определялась в пределах 900-950 °С.

Оценка качества изготовленных в лабораторных условиях образцов проводилась на соответствие нормативным требованиям ГОСТ 530-2012 «Кирпич и камень керамические. Общие технические условия» по показателям: водопоглощение, средняя плотность, объемная воздушная и огневая усадка (ГОСТ 7025-91 «Кирпич и камни керамические и силикатные. Методы определения водопоглощения, плотности и контроля морозостойкости»), механическая прочность при сжатии (ГОСТ 8462-85 «Материалы стеновые. Методы определения пределов прочности при сжатии и изгибе»), коэффициент теплопроводности (ГОСТ 7076-99 «Материалы и изделия строительные. Метод определения теплопроводности и термического сопротивления при стационарном тепловом режиме»), марка по средней прочности образцов. Образцы испытывались в лабораторных условиях.

Оставался открытым вопрос утилизации остатка на сите №008, представленного фракцией кирпичного порошка с примесью кладочного раствора на его поверхности. Внастоящей работе этот остаток был исследован в качестве механически активной составляющей сырьевой шихты для получения декоративных бетонов мелкоразмерных элементов дорожного мощения (тротуарных плит и элементов фигурного мощения). Основная задача проводимых исследований состояла в определении возможности использования такой фракции кирпичного порошка в составе сырьевой шихты для получения бетонов дорожных элементов с эксплуатационными свойствами, удовлетворяющими требования ГОСТ на соответствующие виды изделий, и улучшенными цветовыми характеристиками.

Мелкоразмерным элементам мощения на современном этапе развития строительных технологий уделяется большое внимание . Вотличие от сплошных асфальтовых покрытий применение сборных элементов сравнительно небольших размеров для устройства тротуаров, пешеходных дорожек и площадей считается более целесообразным ввиду их гибкости. При перепадах температур эти одежды подвержены меньшим деформациям, являются более ремонтопригодными и менее ресурсоемкими, не вызывают нарушения равновесия в системе атмосфера почва гидросфера, способствуют повышению санитарно-гигиенических условий городской среды. Характерной современной особенностью тротуарных плиток является возможность их изготовления с применением различных технологий и методов модификации структуры и свойств бетонов, обеспечивающих повышенную стойкость к воздействию агрессивной среды и механическим нагрузкам. Для придания архитектурной выразительности используются различные пигменты.

Составы сырьевых смесей разрабатывались расчетно-экспериментальным методом с использованием портландцемента, кварцевого песка с модулем крупности более 2,5 и добавки кирпичного порошка. Вкачестве пластифицирующей добавки был использован реламикс Т-2. Расход воды определялся из расчета водоцементного отношения в пределах 0,37-0,47. Компонентный состав сырьевой шихты изменялся в пределах, мас. %: 23 - портландцемент, 52-77 - кварцевый песок, 0-25 - порошок кирпичного боя.

В эксперименте использован метод объемного окрашивания бетона. Технология приготовления бетона предусматривала раздельность процесса. На первом этапе приготавливалась гомогенная смесь цемента с добавкой порошка кирпичного боя. Последующие операции приготовления раствора бетона и изготовления образцов осуществлялись в соответствии с требованиями ГОСТ. Для испытаний из подготовленной массы были изготовлены методом виброформования образцы-кубы размером ребра 70×70×70мм.

Оценка декоративных качеств бетонных фактур и цветоустойчивости проводилась визуальным способом в естественных условиях. Для оценки соответствия качества образцов бетонов нормативным требованиям ГОСТ 17608-91 «Плиты бетонные тротуарные. Технические условия» проводились испытания на прочность при сжатии (ГОСТ 10180-2012 «Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам») и определялись марка бетона (ГОСТ 26633-2012 «Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия»), водопоглощение (ГОСТ 12730.3-2012), средняя плотность (ГОСТ 12730,1-2012), морозостойкость (ГОСТ 10060.4). Предел прочности при сжатии определялся путем испытания образцов на гидравлическом прессе. Образцы испытывались в лабораторных условиях в возрасте 28суток. Испытание материала на водопоглощение проводилось путем насыщения стандартных образцов бетона водой. Морозостойкость материала определялась в соответствии с требованиями ГОСТ 10060.4 путем переменного замораживания и оттаивания стандартных образцов бетона в насыщенном водой состоянии.

Результаты исследования и их обсуждение

При исследовании зависимости между содержанием порошка кирпичного боя в составе сырьевой шихты и основными физико-механическими характеристиками образцов керамического черепка (водопоглощение, средняя плотность, объемная воздушная и огневая усадка, теплопроводность, предел прочности при сжатии) использовался метод линейной регрессии. Степень нелинейности рассматриваемых зависимостей устанавливалась определением значения коэффициента детерминации R2 при аппроксимации параметров уi (водопоглощение, средняя плотность, объемная усадка, теплопроводность, предел прочности при сжатии) линейной моделью

Модель строилась на основании результатов фактического эксперимента и аналитически описывает полученные в опытах зависимости (рисунок).

Высокое значение коэффициента R2 для зависимостей определяемых показателей от содержания в шихте порошка кирпичного боя обусловлено практически линейным характером.

Анализ экспериментальных данных, приведенных на рисунке, показывает, что увеличение доли кирпичного порошка в шихте приводит к некоторому повышению водопоглощения. Вто же время четко прослеживается динамика снижения значений общей усадки, средней плотности, коэффициента теплопроводности, прочности образцов при сжатии. Всоответствии с нормативными документами для разных видов изделий строительной керамики нормируется водопоглощение, которое не должно превышать 20мас. % и является качественной характеристикой процесса спекания. На графике водопоглощения (рисунок,а) данное значение является лимитирующим при оптимизации керамической шихты и позволяет определить с учетом полученных значений усадочных деформаций, средней плотности, коэффициента теплопроводности и прочности при сжатии рациональный диапазон изменения содержания кирпичного порошка в двухкомпонентной шихте на основе легкоплавкой глины при определенной температуре обжига. Полученные результаты свидетельствуют о возможности использовать кирпичные отходы в действующей технологии керамического кирпича марки М125, М150 с содержанием в двухкомпонентной шихте кирпичного порошка до 30мас. % при температуре обжига до 950 °С, что соответствует нормативным требованиям ГОСТ 530-2012 «Кирпич и камень керамические. Общие технические условия». Оптимальное содержание измельченного боя керамического кирпича 10-30мас. %. При увеличении более 30мас. % уменьшается прочность при сжатии ниже нормируемого и повышается водопоглощение образцов, а при уменьшении его содержания менее 10мас. % не наблюдается существенного снижения коэффициента теплопроводности. Изделия, изготовленные из легкоплавкой глины с добавкой в пределах изменения в составе керамической массы массовой доли порошка боя керамического кирпичного, имеют достаточную насыщенность цвета и чистоту цветового тона. Влияния эффекта взаимодействия компонентов сырьевой шихты на показатели определяемых физико-механических характеристик изготовленных в условиях эксперимента образцов керамического черепка не установлено.

Вид экспериментальных зависимостей показателей от содержания порошка кирпичного боя в составе сырьевой шихты: а - водопоглощение; б - средняя плотность; в - объемная усадка; г - теплопроводность; д - предел прочности при сжатии; е - экспериментальные данные; - данные расчета по модели в программе МS Excell

Образцы бетона изделий мелкоразмерных элементов мощения, изготовленные с добавкой кирпичного порошка в пределах до 20мас. %, по показателям марочной прочности на сжатие и средней плотности соответствовали требованиям ГОСТ 17608-91. Введение порошка кирпичного боя в сырьевую шихту в больших количествах вызывает снижение прочностных характеристик бетона и повышение водопоглощения. Морозостойкость изготовленных опытных партий образцов бетона в исследованном диапазоне компонентного состава относительно высокая и отвечает величине, регламентированной ГОСТ 17608-91. Изделия, изготовленные на основе сырьевой шихты с добавкой порошка кирпичного боя, имели достаточную насыщенность цвета и чистоту цветового тона.

Заключение

Результаты исследований показали, что утилизация вышедшего из употребления керамического кирпича в качестве отощающей добавки в составе керамической массы для получения керамического черепка строительного назначения и для частичной замены природного песка в производстве бетона мелкоразмерных элементов дорожного мощения является перспективным направлением его использования. Кроме того, создание сырьевых композиций с применением отходов в качестве добавки является одним из путей снижения стоимости получаемых изделий и предотвращения их размещения на объектах складирования, что принципиально для обеспечения рационального использования сырьевых ресурсов.

Полученные данные носят оценочный, предварительный характер, но они позволяют акцентировать внимание на существующей проблеме и необходимости проведения комплексного исследования, требующего своего дальнейшего теоретического изучения и углубления технологических проработок.

Библиографическая ссылка

Фоменко А.И., Грызлов В.С., Каптюшина А.Г. ОТХОДЫ КЕРАМИЧЕСКОГО КИРПИЧА КАК ЭФФЕКТИВНЫЙ КОМПОНЕНТ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОМПОЗИТОВ // Современные наукоемкие технологии. – 2016. – № 2-2. – С. 260-264;
URL: http://top-technologies.ru/ru/article/view?id=35613 (дата обращения: 26.02.2020). Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»