Строительные материалы на основе скопа - отхода целлюлозно-бумажной промышленности

Баталии Б. Козлов И. Строительные материалы на основе скопа - отхода целлюлозно-бумажной промышленности // Строительные материалы. 2004 . №1. C. 42-43

Скоп может быть использован как добавка в производстве вспученных обожженных глиняных заполнителей ? керамзита и аглопорита. Есть сведения о получении агломерационного гравия из золы ТЭС и скопа. ВНПО-бумпром совместно с Гипробумом предлагают также использовать осадки сточных вод в производстве твердых и легких ДВП, волокнистых плит.

Скоп и другие отходы отрасли можно использовать в производстве полутвердых волокнистых плит. Украинским научно-производственным объединением целлюлозно-бумажной промышленности получен состав для изготовления волокнистых плит, содержащий осадок сточных вод картонно-бумажного производства до 85%, и макулатурное волокно.

Экспериментально-конструкторское бюро ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко разработало состав для изготовления теплоизоляционного материала, включающий скоп 60?90%, вспученный перлит 8?20%, фтористый натрий 0,5?2,5% и связующее ? продукт совместной нейтрализации ортофосфорной кислоты, мочевины, формалина и дициана и дициандиа-мида ? 1?12%. Применение данного состава в производстве теплоизоляционного материала повышает механическую прочность и снижает возгораемость материала.

Институтом механики металлополимерных систем Республики Беларусь разработана пресс-масса для изготовления деталей трения, которая может быть использована в машиностроении в узлах трения, работающих без смазки.

Пензенским политехническим институтом разработана пресс-композиция на основе скопа, которая может быть использована для изготовления изделий, работающих при повышенной температуре. Скоп может быть использован как компонент бетонной смеси, повышающий ее удобоукладываемость. Скоп используют в качестве выгорающей добавки в производстве керамического кирпича, на основе скопа получают сухую гипсовую штукатурку.

Имеется зарубежный опыт использования неорганических волокон для изготовления изделий строительного назначения. В Чехии получен состав смеси для изоляционных плит. В Великобритании составы смесей, включающих скоп, портландцемент, гипс, применяются для изготовления строительных блоков, отделочных материалов.

Ценность отходов состоит в том, что они являются заменителями некоторых традиционных строительных материалов. Кроме того, эти отходы являются очень дешевыми. Уже существующие в этой области наработки позволяют говорить о перспективности использования скопа Пермского ЦБК, который пока используется лишь для производства глиноволокнистых плит в качестве наполнителя взамен бумажной макулатуры на предприятии ?Гипсополимер?.

В настоящее время Пермский ЦБК перерабатывает скоп с целью ликвидации отвалов в листообразный сухой материал. Основные характеристики скопа приведены в табл. 1.

Таблица 1

Фракции, мм

Содержание, мас. %

Влажность,

%

Плотность,

г/см3

Зольность,

%

Цвет

>0,1

20,9

0,63-0,1 0,025-0,63

15,3 18,3

39-40

0,35

14-15

Серый

46

Степень дисперсности измерена аппаратом Шоппер-Риглера по ГОСТ 14363.4?89 ?Метод подготовки проб к физико-механическим испытаниям? и составила 60?63?*. Химический состав скопа приведен в табл. 2.

Таблица 2

Химический состав, мас. %

Содержание оксидов, мг/кг

Азот общий

Фосфор

Целлюлоза

Лигнин

Кальций

Азот аммонийный

Углерод

СаО

Ка2О

МgО

0,2-0,8

0,09-0,14

27,4-35

27,4-35

1,3-2,68

36,5-2,68

44,8-46

250

160

30

Влажность скопа до переработки в листы - 19-65%; рН - 5,9-6,5.

Нами были проведены исследования возможности получения теплоизоляционных материалов с использованием скопа Пермского ЦБК. При этом скоп использовали в двух вариантах: как наполнитель в теплоизоляционном материале на основе минерального вяжущего и как самостоятельное вяжущее вещество с наполнителем в виде зернистых пористых материалов ? вспученный пенополистирол в гранулах.

В качестве связующего использовали фторангидритовое воздушное вяжущее (ФВВ). ФВВ представляет собой молотый отход производства фтористого водорода. Он образуется при нейтрализации известью серной кислоты, используемой в этом производстве, и состоит из растворимого ангидрита. Вяжущее имеет марки 5,10,15 (в данном случае марка обозначает прочность стандартных образцов в стандартном возрасте в МПа). В нашей работе было использовано ФВВ-10.

При проведении экспериментов использовали скоп, образующийся до переработки его в листы. Он имеет влажность 39-40%, плотность 0,35 кг/м3.

Расход компонентов для изготовления теплоизоляционного материала на основе ФВВ приведен в табл. 3, а при использовании скопа как вяжущего ? в табл. 4.

Таблица 4

Средняя плотность

в сухом состоянии, кг/м3

Расход компонентов на 1 м 3 сырьевой смеси, кг

Вода, л

Пенополистирол гранулированный

Скоп

Пирелакс

КМЦ, 10%-ный раствор

100

8

350

2

10

1000

200

6

360

2

10

1000

Образцы материала получали следующим образом. Из смеси компонентов формовали образцы-балочки размером - 4х4х16 см и кубы размером 10х 10х10 см, по три образца каждого размера. Распалубку производили немедленно после окончания формования. Отформованные образцы затем высушивали в сушильном шкафу при температуре 80?С по постоянной массы. По окончании сушки определяли линейную усадку образцов, их среднюю плотность и прочность при изгибе и сжатии.

Для составов с ФВВ (табл. 3) получены следующие результаты.

Линейная усадка, % ...................6

Средняя плотность, кг/м3 . . . .300-400

Прочность при изгибе, кг/см2 . .1,7-2,4

Прочность при сжатии, кг/см2 . . .35-50

Таблица 3

Средняя плотность

состоянии, кг/м3

В/Т

Расход компонентов сырьевой смеси на 1 м3 , кг

Вода, л

ФВВ-10

Скоп

Пирелакс

кмц,

10%-ный раствор

400

1:1

100

350

2

10

1000

350

1:1

25

350

2

10

1000

300

1:1

-

350

2

20

1000

Таким образом, свойства полученного материала полностью соответствуют требованиям, предъявляемым к материалам для жестких теплоизоляционных плит ГОСТ 6428-83.

Для составов, в которых скоп использовали в качестве вяжущего, а заполнителем служил вспученный гранулированный пенополистирол, получены следующие результаты.

Линейная усадка образцов, %.....4-5

Плотность, кг/м3.............................100-200

Прочность при изгибе, кг/см2 .....1,5-2

Прочность при сжатии, кг/см2 .....15-20

Как видно из приведенных результатов, характеристики материала соответствуют требуемым для жестких теплоизоляционных плит.

Очень важно, что распалубка отформованных изделий при использовании скопа может быть произведена немедленно после формования. Это позволяет значительно сократить парк форм и уменьшить требуемые площади под это производство.

На предприятии Пермский ЦБК в настоящее время имеются свободные площади, на которых можно разместить технологические линии по производству теплоизоляционных изделий на основе скопа. Технико-экономические расчеты показали, что себестоимость единицы товарной продукции при этом на порядок ниже, чем из традиционных материалов, и составляет 180?300 р/м3.



* В целлюлозно-бумажной промышленности степень дисперсности волокнистых материалов измеряется в градусах.