Использование твердых бытовых отходов в качестве вторичного сырья в производстве строительных материалов

Развитый рынок утилизации вторичного сырья и спрос на него способствуют увеличению сырьевой базы страны, снижению сырьевых и материальных потерь, улучшению экологической ситуации.

К вторичному сырью могут быть отнесены отходы потребления или производства народного хозяйства. Но не все отходы пригодны для вторичного использования и не всякое вторсырье – это использованный продукт.

В данной статье рассмотрено применение некоторых видов вторичного сырья.

Макулатура

Макулатура представлена использованной картонно-бумажной продукцией, пригодной для дальнейшего использования в качестве волокнистого сырья. Переработка отходов этого вида позволяет сэко­номить энергетические ресурсы и воду, в отличие от переработки пер­вичного сырья (расход энергии ниже в два раза, а воды – в сто раз) [3].

Макулатура используется в качестве вторичного сырья при произ­водстве бумаги, упаковочных, кровельных, изоляционных и других строительных материалов. Рассмотрим некоторые из них подробнее:

· Эковата. Представляет собой рыхлый легкий изоляционный материал, состоящий на 80 % из вторичной целлюлозы, на 20 % из добавок нелетучих антипиренов и антисептиков. Внешне представляет собой серую рассыпчатую массу. Наиболее оптимальное применение данного теплоизоляционного материала в помещениях с повышенным уровнем влажности, где достаточно часто может возникнуть конденсат [7].

· Плиты из бумажного волокна. Выполняются из спрессованной и тщательно просушенной макулатурной массы. Применяются при про­ведении внутренней отделки жилых, производственных и складских помещений (для облицовки стен, потолков взамен ДВП), а также для изготовления тары, подкладки под линолеум, задней стенки мебели.

· Полимерно-бумажная плитка. Производится путем переработки и последующего смешивания отходов влагопрочной бумаги или картона (ламинированной и парафинированной бумаги) и отходов термо­пластичных полимеров (полиэтилен, полистирол, полипропилен и др.)

· Кровельный картон – полотнища, изготовленные из мелких переплетенных растительных и животных волокон (тряпья, хлопковых отходов, макулатуры, целлюлозы, химической древесной массы) [2]. Этот материал применяется в строительстве в роли прокладочного элемента между основной кровлей и обрешеткой, служит основанием для производства некоторых мягких кровельных, гидроизоляционных материалов (пергамент, рубероид и др.). Ярким представителем является пергамин – кровельный картон, пропитанный нефтепродуктами, который применяется как пароизоляция, в том числе и в устройстве полов.

· Упаковочные материалы – самая распространенная продукция, получаемая в процессе переработки макулатуры. В сочетании с беленой или небеленой целлюлозой и древесной массой производят тарный картон.

Полимерные материалы

Вторичная эксплуатация полимерных материалов затруднена двумя факторами: загрязнение и несоответствие свойств вторичного полимера исходному сырью [5]. Отходы общественного потребления полимеров включают тару пищевых продуктов, полиэтиленовые упаковки и пленки, корпуса различных видов техники и другие изношенные полимерные и пластиковые изделия домашнего обихода. Изготовление из отходов полимерной тары тех же изделий невыгодно, поскольку получение материала нужной чистоты обходится дороже исходного. Следовательно, этот вид вторичного сырья эффективнее применять в областях, не предъявляющих высокие требования к очистке материала: производ­ство бетонных изделий, древесно-полимерных плит и т. д.

В строительстве чаще всего используется продукция из вторичных материалов на основе ПЭТФ-полимеров. ПЭТФ (полиэтилен­терефталат) – термопластик, обладающий высокой прочностью, хорошей пластич­ностью (и в нагретом, и в холодном состояниях) и химической стойкостью. Данный материал поддается обработке сверлением, пилением, фрезерованием. Все свои характеристики ПЭТФ материал сохраняет и при низких температурах (до -40℃), и при высоких (до +75℃) температурах.

При изготовлении строительных материалов из полимеров, как правило, применяют пассивные наполнители, стабилизирующие вещества и армирующие волокна. Компоненты смешивают, нагревают и спрессовывают при высокой температуре и давлении. В итоге получают материал высокой прочности (на уровне мягкой стали или меди) с повышенным сопротивлением истиранию, низкой гигроскопич­ностью, тепло- и электропроводностью.

Примерами изделий из вторичного полимерного сырья являются:

· черепица (связующее – ПЭТФ, наполнители – зола, кварцевый песок и неорганические красители);

· тротуарная плитка (связующее – ПЭТФ, наполнители – стеклянный бой, гранитный гравий, песок или древесные опилки, неорганические красители);

· стеновые панели (связующее – ПЭТФ, наполнители – древесные опилки, отходы текстильной промышленности, неорганические красители);

· кирпичи (связующее – ПЭТФ, наполнители – песок, древесные опилки, неорганические красители).

Металлические отходы

К бытовым отходам металла относят различные металлические изделия и детали бытовой техники, мебели, а также консервные банки, банки для напитков, изготовленные из жести, алюминия и других металлов. Отходы цветных и черных металлов путем прессования и пакетирования становятся пригодными к отправке на литейные производства.

Лом и отходы черных металлов применяют в конструкциях мостов и небоскребов, в жилищном строительстве, в проведении масштабных трубопроводов и автомобильной промышленности [6]. Однако черные металлы (за исключением кованного железа и нержавеющей стали) подвергаются коррозии, что требует проведение соответствующих мероприятий.

Цветные металлы устойчивы к коррозии и имеют относительно небольшой вес. Применяются в производстве водопроводов, кровельных материалов, желобов.

Стеклянные отходы

Стеклянные отходы используются для производства изделий, в которых не имеет большого значения чистота стекла. Стеклобой различных видов стекла (оконного, тарного, оптического и др.) имеет широкий диапазон химического состава и содержит примеси [1]. Необходима его первоначальная сортировка.

В настоящее время стеклобой применяется в качестве заполнителя с использованием традиционных вяжущих (цемента, извести, гипса). В результате получают бетоны различного назначения; строительные растворы для наружных и внутренних работ, тепло- и звукоизоляции, отделки, благоустройства территорий; химически стойкие бетоны.

При затворении водой стеклобой не проявляет вяжущих свойств, поэтому для начала реакции гидратации необходимо добавление щелочного металла. В результате образуются кремниевые кислоты, превращающиеся в гель при достижении определенного уровня кислотности среды. Этот гель омоноличивает крупный и мелкий заполнитель, образуя плотный, прочный и долговечный силикатный конгломерат – стеклобетон.

Такой материал по своим функциональным свойствам не уступает традиционным вяжущим, а по ряду показателей (биостойкость, тепло­проводность, кислотостойкость) даже превосходит их.

Резиновые отходы

Основными видами резиновых отходов общественного потребления являются резиновая обувь, автомобильные шины, резинотехнические изделия.

Рассматриваемый вид вторичного сырья перерабатывается в крошку на специализированных заводах, которая затем становится компонентом резиновых смесей. Последние применяются при производстве рулонных и плиточных материалов, используемых в качестве теплоизоляционных, вибро- и шумопоглощающих, декоративных и напольных покрытий.

Кровельные материалы на основе резиновой муки после введения специальных добавок отличаются высокими эксплуатационными свойствами. Они относительно дешевы, не подвергаются обрастанию грибками и мхом, не шумят при действии дождя и ветровых нагрузок, технологичны в работе и имеют малую плотность, что позволяет снизить нагрузку на конструкцию покрытия [4].

Отработанная резина, путем перевода в растворимое состояние, применяется в качестве вяжущего при производстве гидроизоляционных строительных материалов, материалов для полов, клеев, мастик и герметиков, дорожных смесей.

Таким образом, все большую актуальность приобретают проблемы охраны окружающей среды и эффективного использования минерального сырья. Переход на безотходную технологию позволит сгладить противо­речия между экономическим ростом (необходимостью все большего вовлечения ресурсов в производство) и «производительной возмож­ностью» окружающей среды.