Органоминеральные композиции для ремонта покрытий автомобильных дорог (150,00 руб.)

Стр.1

Стр.2

Стр.3

Стр.4

Стр.5

Стр.6

Стр.1

Министерство образования и науки Российской Федерации Сибирский федеральный университет Л. А. Иванова, В. А. Шевченко, В. П. Киселев ОРГАНОМИНЕРАЛЬНЫЕ КОМПОЗИЦИИ ДЛЯ РЕМОНТА ПОКРЫТИЙ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ Монография Красноярск СФУ 2011 1

Стр.2

УДК 624. 011.9 ББК 39. 311 И20 Рецензенты: Н. Г. Береговцова, канд. хим. наук, ст. науч. сотр. ИХ и ХТ СО РАН; Р. Т. Емельянов, д-р техн. наук, проф. зав. каф. «Инженерные сети, здания и сооружения» СФУ Иванова, Л. А. И20 Органоминеральные композиции для ремонта покрытий автомобильных дорог: монография / Л. А. Иванова, В. А. Шевченко, В. П. Киселев. – Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2011. – 96 с. ISBN 978-5-7638-2286-1 В монографии приведены результаты исследований по разработке органоминеральных составов на основе сухих строительных смесей для ремонта асфальтобетонного дорожного полотна с использованием органических и минеральных отходов различных отраслей промышленности. Показано, что ремонтные составы на основе гидролизного лигнина, шламов гидролизного производства, золы-уноса красноярских ТЭЦ и шлама футеровки электролизеров по совокупности свойств превосходят традиционные битумные составы и позволяют улучшать экологическую обстановку в регионе за счет комплексного использования отходов. Предназначена для научных и инженерно-технических работников в области строительства, стройиндустрии, предприятий энергетики и металлургии, преподавателей, аспирантов и студентов вузов. УДК 624. 011.9 ББК 39. 311 ISBN 978-5-7638-2286-1 © Сибирский федеральный университет, 2011 2

Стр.3

ОГЛАВЛЕНИЕ Введение ........................................................................................................ 4 Глава 1. Отходы химической переработки биомассы дерева ............ 6 Глава 2. Отечественный и зарубежный опыт применения промышленных отходов в производстве асфальтобетонных композиций ........................................................................................ 22 Глава 3. Характеристика объектов и методов исследования ............ 35 Глава 4. Применение гидролизного лигнина, органического шлама гидролизных производств в качестве ингредиентов ремонтных асфальтобетонных смесей .................................... 40 Глава 5. Изучение взаимодействия компонентов асфальтового вяжущего физико-химическими методами ........................... 47 Глава 6. Совместное использование неорганических шламов гидролизных производств, зол-уноса ТЭЦ и демонтированной угольной футеровки электролизеров в производстве асфальтобетонных смесей ......................................................... 56 Глава 7. Основы технологии применения гидролизного лигнина и других отходов растительных полимеров в производстве органоминеральных смесей ....................................................... 72 Заключение ................................................................................................... 78 Список литературы ..................................................................................... 80 3

Стр.4

ВВЕДЕНИЕ На современном этапе научно-технического развития экономия и рациональное использование материальных ресурсов становится главным условием повышения эффективности общественного производства. В связи с этим возникает необходимость в поиске и реализации всех возможных направлений комплексного использования вторичных ресурсов и отходов производства. Проблема повышения экологической безопасности системы управления отходами химической переработки биомассы дерева достаточно остро проявляется в каждом лесодобывающем и лесоперерабатывающем регионе. По оценкам специалистов, ежегодный объем образования отходов гидролизной и лесохимической промышленности составляет 2–5·106 т, а накопленный в стране объем этих отходов превышает 9·107–108 т, где основную долю в общем объеме отходов этих отраслей занимают гидролизный лигнин, органический шлам-карамель, неорганический гипсосодержащий шлам и пиролитические смолы. Лигнинсодержащие отходы являются промышленными отходами II и IV классов токсичности и служат источником поступления в окружающую среду различных загрязняющих веществ – пыли, широкого спектра углеводородов, паров кислот, фурфурола. Накопление их в отвалах оказывает негативное воздействие на все компоненты природной среды, приводит к изъятию земельных ресурсов в пригородных зонах. Являясь элементами, чуждыми природе (ксенобиотиками), они не поддаются микробиологическому разрушению и минерализации из-за отсутствия ферментов для их полной переработки. Все это представляет опасность для экологических систем. В то же время продукты незавершенного производства химико-лесного комплекса по своему составу и свойствам относятся к вторичным материальным ресурсам и могут быть использованы в народном хозяйстве вместо первичного сырья. Поэтому выбор оптимальной схемы их утилизации путем минимизации объемов образования, экологически безопасного обращения, вовлечения в ресурсооборот является актуальной задачей. При создании ремонтных смесей для автодорог с асфальтобетонным покрытием наиболее качественными являются композиции на основе битумов. Они имеют такие же, как материал основного полотна, свойства: коэффициент термического линейного расширения, адгезию и т. д. При этом следует иметь в виду следующие особенности. Во-первых, поскольку срок службы ремонтируемой части дороги меньше, чем нового покрытия, то и требования к ремонтной части более мягкие и соответственно они допускают большее количество инертных, менее дорогостоящих добавок. Это экономические плюсы. Во-вторых, актуальным является сооружение мест хранения бытовых и промышленных отходов, специальных полигонов хранения токсичных от4

Стр.5

ходов, строительство подъездных дорог к ним. Для этих целей могут быть использованы в составах ремонтных смесей также дезактивированные твёрдые промышленные отходы, для утилизации которых требуются значительные денежные средства. В этом реализуются одновременно с экономическими (причём очень существенными) и экологические плюсы. Сложившаяся в стране и нашем регионе ситуация показывает, что в России в начале XXI в. население промышленно развитых городов проживает в основном на экологически неблагополучных территориях. Ухудшают экологическую обстановку различные виды антропогенного воздействия на окружающую среду, в том числе всё возрастающее накопление твёрдых отходов. По данным [1], на каждого жителя Российской Федерации вырабатывается (накапливается) до 15 т различных твёрдых отходов в год. Из твёрдых отходов для комплексного их использования в производственных целях определённый практический интерес могут представлять только промышленные отходы. Такие отходы, будучи крупнотоннажными, характеризуются относительной однородностью химического состава и одинаковым происхождением по сравнению с твёрдыми бытовыми отходами. Задача, стоящая наиболее остро для Российской Федерации, – утилизация отходов. Современное общество осознаёт опасность экологического кризиса и катастрофических преобразований биосферы. Ещё в 1996 г. в документе «О концепции перехода Российской Федерации к устойчивому развитию» к первоочередным задачам отнесены ведение хозяйственной деятельности в пределах ёмкости экосистем и внедрение энерго- и ресурсосберегающих технологий. Однако в РФ кроме продекларированных экологических проблем и задач мало что практически делается. Теория безотходных технологических процессов в рамках основных законов природопользования [1] в идеализированном представлении базируется на двух предпосылках: • исходные природные ресурсы должны добываться один раз для всех возможных продуктов, а не каждый раз для отдельных; • создаваемые продукты после использования по прямому назначению должны относительно легко превращаться в исходные элементы нового производства. Конечная цель безотходного производства достигается при прохождении нескольких ступеней переработки отходов всех видов [2]. Авторы работы [3] предлагают сам термин «отходы» заменить на термин «продукты незавершённого производства». Особое место среди промышленных продуктов незавершённого производства занимают отходы биомассы, одинаковые по происхождению с органическими вяжущими материалами и являющиеся возобновляемыми. Общее количество биомассы, ежегодно образующейся в процессе фотосинтеза, оценивается примерно в 200 Гт, что более чем в 20 раз превышает суммарную добычу угля, нефти и газа [4]. 5

Стр.6