Реферат: Анализ экологической безопасности химически и жаростойкого бетона на основе кварцита и жидкого стекла

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательноеучреждение

высшего профессиональногообразования

«Братский государственный университет»

Кафедра «Строительное материаловедение и технологии»

Экология строительныхматериалов

Реферат

Анализ экологическойбезопасности химически и жаростойкого бетона на основе кварцита и жидкогостекла

Выполнил:

ст. гр. СТ-01-2                                                                                                         С.В.Рожнев

Проверил:

к.т.н., доцент                                                                                                          С.А.Белых

Братск 2006

<span Times New Roman",«serif»;mso-fareast-font-family: «Times New Roman»;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language:RU;mso-bidi-language: AR-SA">

Содержание

Введение

Анализ жизненного цикла

Заключение

Список использованных источников

<span Arial",«sans-serif»;mso-fareast-font-family: «Times New Roman»;mso-font-kerning:16.0pt;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language: RU;mso-bidi-language:AR-SA">
Введение

В основу всехмероприятий по экологической защите положен принцип нормирования качестваокружающей природной среды. Этот термин означает установление нормативов(показателей) допустимых воздействий человека на природную среду. А под самимкачеством окружающей природной среды понимают степень соответствия ее характеристикпотребностям людей и технологическим требованиям.

Согласноприродоохранному закону Российской Федерации (2002) соблюдение экологическихнормативов обеспечивает:

–<span Times New Roman"">         

–<span Times New Roman"">         

–<span Times New Roman"">         

Основныеэкологические нормативы качества и воздействия на окружающую природную среду подразделяютсяна:

санитарно-гигиенические:

–<span Times New Roman"">         

–<span Times New Roman"">         

производственно-хозяйственные:

–<span Times New Roman"">         

–<span Times New Roman"">         

–<span Times New Roman"">         

–<span Times New Roman"">         

комплексные показатели:

–<span Times New Roman"">         

–<span Times New Roman"">         

–<span Times New Roman"">         

Предельнодопустимая концентрация (ПДК) — представляет собой количество загрязнителя впочве, воздушной или водной среде, которое при постоянном или временномвоздействии на человека не влияет на его здоровье и не вызывает неблагоприятныхпоследствий у его потомства, а также минимизирует экологический ущерб природнымсообществам.

Для атмосферноговоздуха установлены два норматива, ПДК — разовый и среднесуточный. Максимальна разоваяпредельно допустимая концентрация (ПДКм.р.) не должна вызывать, привдыхании воздуха в течение 30 минут рефлекторных реакций в организме человека(ощущение запаха, изменение световой чувствительности глаз и др.).Среднесуточная предельно допустимая концентрация (ПДКс.с.) не должнаоказывать на человека прямого или косвенного вредного воздействие при определеннодолгом (годы) воздействии.

Допустимыйуровень радиационного и иного физического воздействия на окружающую среду — этоуровень, который не представляет опасности для здоровья человека, состояния животных,растений, их генетического фонда. Допустимый уровень радиационного воздействияопределяется на основании «Норм радиационной безопасности» (НРБ-96).Установлены нормы и для других физических воздействий.

Допустимыйвыброс или сброс — это максимальное количество загрязняющих веществ, которое вединицу времени разрешается выбрасывать данным конкретным предприятием в атмосферуили сбрасывать в водоем, не вызывая при этом превышения в них ПДК загрязняющихвеществ и других неблагоприятных экологических последствий.

Допустимыенормы антропогенной нагрузки на окружающую среду — это максимально возможныеантропогенные воздействия на природные ресурсы или комплексы, не приводящие кнарушению устойчивости экологических систем.[1]

<span Times New Roman",«serif»;mso-fareast-font-family: «Times New Roman»;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language:RU;mso-bidi-language: AR-SA">

В последнеевопросы экологии стали важнейшими проблемами человечества, так как развивающиепромышленное производство, транспорт и энергетика резко увеличили нагрузку наокружающую среду. Требует специальных мероприятий борьба с вредными выбросами;возрастают объемы техногенных отходов, так как только незначительная частьприродных ресурсов превращается в конечную продукцию, а основная становитсяотходом; для экологической безопасности требуется повышенный контроль закачеством материалов и производственным процессом.[1]

В зависимостиот допустимой температуры применения и остаточной прочности при температурномвоздействии в качестве вяжущих используют: ортофосфорную кислоту, жидкоестекло, высокоглиноземистый и глиноземистый, а также обычные портландцементы ишлакопортландцементы. В качестве заполнителей применяют щебень и песок изкорунда, циркония, муллитокорунда, шамота, керамзита, вермулита, боя шамотныхили высокоглиноземистых огнеупоров и кирпича. Кроме того, в состав бетонаобязательно вводят тонкомолотые добавки. В качестве тонкомолотой добавки могутиспользоваться хромитовая руда, бой шамотного или обычного кирпича, андезит,пемза, лессовидный суглинок, гранулированный доменный шлак, топливный шлак изола-унос.

Выбор видабетона определяется в каждом случае в зависимости от условий и температурыслужбы конструкций (тепловых агрегатов в черной и цветной металлургии, вхимической, нефтеперерабатывающей и машиностроительной промышленности, мощныхкотельных агрегатов и дымовых труб), а также с учетом экономических
показателей — стоимости исходных материалов, возможности использования местногосырья.[2]

<span Arial",«sans-serif»;mso-fareast-font-family: «Times New Roman»;mso-font-kerning:16.0pt;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language: RU;mso-bidi-language:AR-SA">
Анализ жизненного цикла и жаростойкого бетонаОсновытехнологии производства жаростойкого бетона. Технологическая схема.

В этомреферате производится анализ экологической безопасности химически ижаростойкого бетона на основе кварцита и жидкого стекла (далее жаростойкогобетона).

Жаростойкиебетоны — это бетоны, способные длительно выдерживать нагревание до температурысвыше 1000 ºC. Впроцессе нагревания обычного бетона при температуре более 100 ºC происходит постепенноеснижение прочности сначала (150…400 ºC) из-за дегидратации алюминатов кальция, а затем (400…600 ºC) в результате дегидратациигидроокиси кальция. Образцы, подогретые до 600…900 ºC, разрушаются при последующемвыдерживании их в воздушно-сухих условиях вследствие вторичной гидратации окисикальция. В связи с этим обычный тяжелый цементный бетон применяют для изготовлениястроительных конструкций, подвергающих длительному воздействию температур лишьдо 200 ºC. Приболее высоких рабочих температурах (200…1800 ºC) используют жаростойкие бетоны.[3]

Согласно ГОСТ20910-90 жаростойкие бетоны подразделяю:

по назначению- на конструкционные, теплоизоляционные;

по структуре — на плотные тяжелые и легкие, ячеистые;

по видувяжущего — на портландцементе и его разновидностях (быстротвердеющемпортландцементе, шлакопортландцементе), на алюминатных цементах (глиноземистоми высокоглиноземистом), на силикатных вяжущих (жидком стекле с отвердителем,силикат-глыбе с отвердителем);

по видутонкомолотой добавки — с шамотной, кордиеритовой, золошлаковой, керамзитовой,аглопоритовой, магнезиальной, периклазовой, алюмохромитовой;

по виду заполнителя- с шамотным, муллитокорундовым, корундовым, магнезиальным, карборундовым,кордиеритовым, кордиеритомуллитовым, муллитокордиеритовым, шлаковым,золошлаковым, базальтовым, диабазовым, андезитовым, диоритовым, керамзитовым,аглопоритовым, перлитовым, вермикулитовым, из боя бетона.[4

Рассматриваемыйжаростойкий бетон используется в качестве неформованного материала,предназначенного для применения в алюминиевых электролизерах, а так же длягерметизации катодного стержня при сборке подовых секций. Имеет следующийсостав:

Вяжущее

В качествевяжущего применяется жидкое стекло из содовой, содово-сульфатной или натриевойсиликат — глыбы (ГОСТ Р 50418-92 «Силикат натрия растворимый. Техническиеусловия»).

Жидкое стеклодолжно иметь модуль от 2,4 до 3 и плотность от 1,36 до 1,38 г/см3.

Свойстважидкого стекла должны соответствовать ГОСТ 13078-81*.

Отвердитель

В качествеотвердителя применяется кремнефтористый натрий (Na2SiF6)
по ТУ 113-08-587-86. Он представляет собой мелкий кристаллический порошок
белого или желтого цвета с содержанием чистого Na2SiF6 не менее 93 % ивлажностью не более 1%.

Алюмосиликатамизаполнитель

Применяетсяшамотная крупка марки ЗШБ-1,3 кл. 4 (5) по ГОСТ 23037-99 «Огнеупорынеформованные. Технические условия» и алюмосиликатный мертель МШ-36 (39) поГОСТ 6137-97.

<span Times New Roman",«serif»;mso-fareast-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language: RU;mso-fareast-language:RU;mso-bidi-language:AR-SA">

Химически стойкаядобавка

Кварцитыприменяются в качестве кислотоупорных материалов. В соответствии со стандартом(ГОСТ 9854-81.) по химическому составу и содержанию примесей кварциты должныотвечать требованиям: SiO2 не менее – 96%; Fe2O3не более –1,1%; Al2O3 не более – 0,6%.

Технологическаясхема получения жаростойкого бетона выглядит следующим образом:

 SHAPE * MERGEFORMAT

Получение сырьевых компонентов

Вяжущие

Жидкое стекло

Отвердитель

КФН

Алюмосиликатный заполнитель

Шамотная крупка

Химически стойкая добавка

Кварцит

Дозирование

Перемешивание

Укладка в конструкцию и уплотнение

A

B

<img src="/cache/referats/24300/image001.gif" v:shapes="_x0000_s1027 _x0000_s1026 _x0000_s1066 _x0000_s1065 _x0000_s1028 _x0000_s1029 _x0000_s1030 _x0000_s1031 _x0000_s1032 _x0000_s1033 _x0000_s1034 _x0000_s1035 _x0000_s1036 _x0000_s1038 _x0000_s1039 _x0000_s1040 _x0000_s1041 _x0000_s1042 _x0000_s1044 _x0000_s1045 _x0000_s1046 _x0000_s1048 _x0000_s1059 _x0000_s1060">

Жизненный циклрассматриваемого жаростойкого бетона:

 SHAPE * MERGEFORMAT

Добыча и переработка сырьевых компонентов

Производства жаростойкого бетона

Эксплуатация жаростойкого бетона

Старение и разрушение конструкции

Утилизация жаростойкого бетона

A

B

C

D

E

<img src="/cache/referats/24300/image002.gif" v:shapes="_x0000_s1052 _x0000_s1051 _x0000_s1053 _x0000_s1054 _x0000_s1055 _x0000_s1056 _x0000_s1057 _x0000_s1070 _x0000_s1071 _x0000_s1078 _x0000_s1079 _x0000_s1080 _x0000_s1081 _x0000_s1082 _x0000_s1083 _x0000_s1084">

Взаимодействиежаростойкого бетона с человеком на всех стадиях жизненного цикла

Сырьевые компоненты

Горные породыиспользуют в качестве сырья для изготовления искусственных строительныхматериалов.

Естественныестроительные материалы в большинстве случаев добывают из открытых горныхвыработок — карьеров, число которых на территории России в настоящее времяпревышает 5 тыс.

Согласно СНиП11-02—96 различают:

1.<span Times New Roman"">       

2.<span Times New Roman"">       

Разработкакарьеров естественных строительных материалов оказывает существенное негативноевоздействие на все компоненты биосферы. Экологическое состояние недр определяется,прежде всего, масштабом и характером воздействия на них горнодобывающей,строительной и иной деятельности.

Важнейшие изнегативных экологических последствий добычи естественных строительных материаловявляется загрязнение атмосферного воздуха газопылевыми выбросами от работыкарьерного оборудования и машин (бульдозеров, транспортеров, экскаваторов,автосамосвалов и др.).

Особеннобольшие выбросы органической и неорганической пыли происходят при проведенииоткрытых горных работ и добычи минерального сырья взрывным способом. Облакопыли может распространяться на многие километры; осаждаясь на почву, пыльзагрязняет ее и снижает плодородие.

Вследствиевсего выше названого происходит отчуждение ценнейших земельных ресурсов,литосферные нарушения, уничтожение биоценозов и т.д.

Не меньшеезагрязнение атмосферы создается при транспортировке добытого сыпучегоминерального сырья, перевозимого в открытых вагонах и в кузовах автомашин. Вэтих случаях выдуваются десятки тысяч тонн естественных строительныхматериалов.

Еще однимэкологическим аспектом, связанным с добычей естественных строительныхматериалов, будут, карьеры и отвалы, которые являются открытыми источникамиионизирующих излучений, потенциально опасными для здоровья человека, вследствиевозможных выделений из них радона и торона. Поэтому необходимо строгоесоблюдение радиационно-экологических требований, отраженных в ГОСТах.

Приорганизации добычи естественных строительных материалов все заинтересованныелица обязаны строго соблюдать действующее законодательство о недрах. СогласноЗакону РФ «О недрах» (1992) для предотвращения экологического вреда необходимоохранять земную поверхность, поверхностные и подземные воды, рекультивироватьвыработанные участки, не нарушать качество окружающей природной среды в целом.

Недра следуетрассматривать не только в качестве источника полезных ископаемых, но и какчасть среды обитания человека[1].

Производство

Производствожаростойкого бетона сопряжено с рядом вредных факторов.

При проведенииработ по приготовлению и укладке жаростойких плотных химически стойких бетоновна основе жидкого стекла необходимо соблюдать все действующие правилабезопасности в соответствии с требованиями СНиП Ш-4-80*, правилам безопасности,регламентированным ГОСТ, а также технологическим инструкциям на каждый видбетонов.

Производственныепомещения должны иметь приточно-вытяжную вентиляцию.

Полы и стеныпомещений должны быть выполнены из материалов, обеспечивающих возможностьвлажной уборки.

Запыленностьна рабочих местах не должна превышать ПДК по диоксиду кремния 1 мг/м3воздуха и других пылей 2 мг/м3 воздуха.

Хранениещелочесодержащего материала (жидкое стекло) должно осуществляться в специальнойзакрытой емкости.

Персонал,работающий с тонкодисперсными материалами, должен быть ознакомлен и обучен справилами обращения с ними и правилами личной гигиены, а также обеспеченспецодеждой и обувью в соответствии с санитарными правилами.

При работе скварцитами вредным производственным фактором является пыль кварцита, содержащаякристаллическую двуокись кремния в количестве более 70 %, относящуюся ктретьему классу опасности.

Двуокиськремния оказывает вредное воздействие на дыхательные пути человека. Величинапредельно допустимой концентрации двуокиси кремния в воздухе рабочей зоны недолжна превышать 1 мг/м3 (ГОСТ 12.1.005)[5].

Общие правилабезопасности при работе с кварцитами — по ГОСТ 12.1.007.

При работе скварцитами должны соблюдаться требования, изложенные в стандартах по охранеокружающей среды, — ГОСТ 17.0.0.01 и ГОСТ 17.2.3.02.

При работе сзаполнителями используют индивидуальные средства защиты от пыли по ГОСТ12.4.028, ГОСТ 12.4.041.

По степенивоздействия на организм человека алюмосиликатный заполнитель относится к 4-муклассу опасности.

Предельнодопустимая концентрация пыли в воздухе рабочей зоны производственных помещенийпо ГОСТ 12.1.005 не должна превышать 2 мг/м3

Заполнителиобладают преимущественно фиброгенным действием. Длительное вдыхание пыли ведетк поражению дыхательных путей[6].

Еще однимвредным фактором при производстве жаростойкого бетона является вибрационноевоздействие. По своей природе вибрация тесно связана с шумом, это одна из формакустического (физического) загрязнения. Как и шум, вибрация может приводить кразличным сердечно-сосудистым заболеваниям, неблагоприятно влияет напсихическую сферу человека, повышает его утомляемость, значительно понижаетпроизводительность труда. Особенно неблагоприятно действие вибрации, есличастота колебаний механизмов близка к частоте колебаний человеческого тела (~ 5Гц). Основные источники вибрации технологическое оборудование

Утилизация

Приэксплуатации промышленных объектов с течением времени неизбежен выход из строяконструкций, в которых используется жаростойкий бетон. Вследствие чеговозникает вопрос вторичного использования материала.

Возможноиспользование лома жаростойкого бетона в качестве мелкого и крупногозаполнителя.

<span Arial",«sans-serif»;mso-fareast-font-family: «Times New Roman»;mso-font-kerning:16.0pt;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language: RU;mso-bidi-language:AR-SA">
Нормы экологической безопасности жаростойкого бетона

Экологическаячистота строительных материалов и изделий определяется содержанием, выделениемили концентрацией в них вредных веществ. При оценке степени экологическойчистоты строительных материалов в первую очередь учитывают их токсичность,радиоактивность и микробиологические повреждения.

Токсичность

Токсичность —ядовитость (от греч. toxicon — яд), т.е. способность оказывать вредноевоздействие на живой организм. Присутствие токсикантов, т.е. химическихвеществ, обладающих свойствами токсичности, приводит к дестабилизации экосистеми к возможной гибели всего живого.

Токсичностьстроительных материалов оценивают путем сравнения их состава с ПДК выделяющихсятоксичных веществ и элементов. Первостепенное значение имеет класс опасности,состав вредных веществ и их количественное содержание.

Токсичностьжаростойкого бетона не превышает ПДК.

Радиационнаябезопасность

ГОСТ 30108-94«Материалы и изделия строительные. Определение эффективной удельной активности естественныхрадионуклидов», устанавливает методы определения эффективной удельнойактивности естественных радионуклидов, порядок проведения контроля и критерииоценки материалов (см. таблицу 1).

Таблица 1

Класс материала

Эффективная удельная активность Аэфф, Бк/кг

Область применения

I

До 370

Все виды строительства

II

Свыше 370 до 740

Дорожное строительство в пределах населенных пунктов и зон перспективной застройки, строительство производственных сооружений

III

От 740 до 1350

Дорожное строительство вне населенных пунктов

IV

Свыше 1350

Вопрос об использовании материала решается по согласованию с Госкомсанэпиднадзором

Эффективнаяудельная активность естественных радионуклидов рассчитывается по формуле:

Аэфф=АRа+1,3·АTh+0,09·АK,

где – ARa,ATh, АKудельные активности радия, тория, калия соответственно, Бк/кг.

Рассматриваемыйжаростойкий бетон относится к Iклассу с эффективной удельной активностью Аэфф<370 Бк/кг.

Биокоррозия

Учитывая чтожаростойкий бетон используется в качестве неформованного материала,предназначенного для применения в алюминиевых электролизерах, а так же длягерметизации катодного стержня при сборке подовых секций, биоповреждения неактуальны.

<span Arial",«sans-serif»;mso-fareast-font-family: «Times New Roman»;mso-font-kerning:16.0pt;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language: RU;mso-bidi-language:AR-SA">
Заключение

В целомнеобходимо подчеркнуть, что современный строительный техногенез весьма существенновлияет на процессы, происходящие в природных комплексах и экосистемах,негативно воздействуя на все компоненты биосферы: атмосферу, гидросферу,литосферу и биотические сообщества.

Негативноевоздействие строительного техногенеза как одной из форм функционированияприродно-технической системы требует принятия специальных мер по поддержаниюэкологического равновесия с тем, чтобы не допустить деградации и потериустойчивости природных экосистем.

Экологическибезопасной может считаться только такая строительная деятельность, при которойв природных комплексах и, экосистемах не будут происходить количественныеизменения (загрязнения или нарушения), влекущие снижение пределов гомеостаза,нарушения в них структурных и функциональных характеристик и других предельныхграниц существования. Усилия изыскателей, проектировщиков, строителей и другихспециалистов «должны быть направлены не на то, чтобы оставить неприкосновеннойприроду, а найти такие методы ведения хозяйства, которые учитывали бы природныесвязи, развивали и направляли природные равновесия в сторону либо минимальныхпоследствий, либо приводили к улучшению природного потенциала

<span Arial",«sans-serif»;mso-fareast-font-family: «Times New Roman»;mso-font-kerning:16.0pt;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language: RU;mso-bidi-language:AR-SA">
Список использованных источников

1.<span Times New Roman"">       

2.<span Times New Roman"">       

ACB, 2002 – 500 стр. силлюстрациями.

3.<span Times New Roman"">       

4.<span Times New Roman"">       

5.<span Times New Roman"">       

6.<span Times New Roman"">       

<span Arial",«sans-serif»;mso-fareast-font-family: «Times New Roman»;mso-font-kerning:16.0pt;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language: RU;mso-bidi-language:AR-SA">
Перечень нормативных документов, на которые даны ссылки в данном реферате

№ п/п

Наименование документа

Шифр

1

Бетоны жаростойкие. Технические условия

ГОСТ 20910-90

2

Силикат натрия растворимый. Технические условия

ГОСТ Р 50418-92

3

Стекло натриевое жидкое. Технические условия

ГОСТ 13078-81

4

Огнеупоры неформованные. Технические условия

ГОСТ 23037-99

5

Бетоны. Правила контроля прочности

ГОСТ 18105-86

6

Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам

ГОСТ 10180-90

7

ССБТ. Строительство. Работы по тепловой изоляции оборудования и трубопроводов. Требования безопасности

ГОСТ 12.3.038-85

8

Материалы и изделия строительные. Определение удельной эффективной активности естественных радионуклидов

ГОСТ 30108-94*

9

ССБТ. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения

ГОСТ 12.1.044-89"

ИСО 4589-84

10

ССБТ. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности

ГОСТ 12.1.007-76*

11

Стекло натриевое жидкое. Технические условия

ТУ 2145-001-00279491

12

Натрий кремнефтористый технический

ТУ 113-08-587-86

13

Техника безопасности в строительстве

СНиП Ш-4-80*

14

Инструкция по технологии приготовления жаростойких бетонов, СН 156-79. М., Стройиздат, 1979 г., С40.

15

Руководство по составам и применению теплоизоляционных огнестойких перлитовых штука-турок. М., Стройиздат, 1975 г., 15 с. (науч.-исслед. инт бетона и железобетона Госстроя СССР. ВНИПИТеплопроект Минмонтажспец-строя СССР)

еще рефераты
Еще работы по материаловедению