Вес 1м3 шлака при демонтаже: Масса шлака — Справочник массы

Содержание

Масса мусора

4.10. В ФЕРр(ТЕРр) не учтены затраты по погрузке и вывозке строительного мусора и материалов, негодных для дальнейшего применения, получаемых при разборке конструктивных элементов зданий и сооружений и инженерно-технологического оборудования. Эти затраты должны определяться, исходя из действующих тарифов на перевозки грузов для строительства, массы мусора в тоннах и расстоянии отвозки его от строительной площадки до места свалки с отражением затрат в локальных сметах.
Объемная масса строительного мусора должна приниматься усредненной по следующим нормам:
— при разборке бетонных конструкций — 2400 кг/м3;
— при разборке железобетонных конструкций — 2500 кг/м3;
— при разборке конструкций из кирпича, камня, отбивке штукатурки и облицовочной плитки — 1800 кг/м3;

— при разборке конструкций деревянных и каркасно-засыпных — 600 кг/м3;
— при выполнении прочих работ по разборке (кроме работ по разборке металлоконструкций и инженерно-технологического оборудования) — 1200 кг/м3.

Примечание:
— объемные массы строительного мусора от разборки строительных конструкций приведены из учета их в плотном теле конструкций;
— масса разбираемых металлоконструкций и инженерно-технологического оборудования принимается по проектным данным.

  • Стены
  • Перекрытия
  • Перегородки
  • Проемы
  • Полы
  • Крыши, кровли
  • Лестницы, крыльца
  • Печи, дымовые трубы
  • Обои
  • Трубопроводы
  • Санитарно-техническая арматура
  • Санитарно-технические приборы
  • Вентиляционные короба
  • Наружные инженерные сети
  • Электромонтажные работы
  • Благоустройство
  • Прочие

Масса мусора от разборки стен

Наименование работ Единица измерения Строительный мусор, т
Разборка обшивки: неоштукатуренной 100 м2 0,94
Разборка обшивки: оштукатуренной 100 м2 5,73
Разборка каркаса: из бревен 100 м2 2,74
Разборка каркаса: из брусьев 100 м2 2,74
Разборка засыпного утеплителя 100 м2 9,8
Разборка стен бревенчатых: неоштукатуренных 100 м2 19,37
Разборка стен бревенчатых: оштукатуренных 100 м2 22,87
Разборка стен брусчатых: неоштукатуренных 100 м2 10,26
Разборка стен брусчатых: оштукатуренных 100 м2 13,76
Разборка кладки стен из: кирпича 10 м3 20,61
Разборка кладки стен из: кирпича облегченной конструкции 10 м3
15,85
Разборка кладки стен из: бутового камня 10 м3 20,62
Разборка кладки стен из: шлакобетонных камней 10 м3 22,64
Разборка кладки сводов из кирпича 10 м3 18,82

Масса мусора от разборки перекрытий

Наименование работ Единица измерения Строительный мусор, т
Разборка монолитных бетонных перекрытий (с учетом разборки стальных балок перекрытий) 100 м2 22,14
Разборка стальных балок перекрытий 1 шт.
 0,12
Разборка подшивки потолков чистой из строганных досок 100 м2 2,39
Разборка подшивки потолков чистой из фанеры 100 м2 0,35
Разборка подшивки потолков оштукатуренной 100 м2 12,36

Масса мусора от разборки перегородок

Наименование работ Единица измерения Строительный мусор, т
Разборка кирпичных перегородок на отдельные кирпичи 100 м2 19,4

Масса мусора от разборки проемов

Наименование работ Единица измерения Строительный мусор, т
Демонтаж оконных коробок в каменных стенах с отбивкой штукатурки в откосах 100 шт. 10,66
Демонтаж оконных коробок в каменных стенах с выломкой четвертей в кладке 100 шт. 10,76
Демонтаж оконных коробок в рубленых стенах 100 шт. 2,57
Снятие оконных переплетов неостекленных 100 м2 2,52
Снятие оконных переплетов остекленных 100 м2 3,42
Снятие подоконных досок бетонных и мозаичных 100 м2 13,4
Снятие подоконных досок деревянных в зданиях каменных 100 м2 3,5
Снятие подоконных досок деревянных в зданиях деревянных 100 м2 3,5
Демонтаж дверных коробок в каменных стенах с отбивкой штукатурки в откосах 100 шт. 10,5
Демонтаж дверных коробок в каменных стенах с выломкой четвертей в кладке 100 шт. 10,6
Демонтаж дверных коробок в деревянных стенах рубленных 100 шт. 2,4
Демонтаж дверных коробок в деревянных стенах каркасных и в перегородках 100 м2 1,34
Снятие дверных полотен 100 м2 1,18
Снятие наличников (с одной стороны проемов) 100 м 0,4

Масса мусора от разборки полов

Наименование работ Единица измерения Строительный мусор, т
Разборка оснований покрытия полов кирпичных столбиков под лаги 100 м2 3,62
Разборка оснований покрытия полов лаг из досок и брусков 100 м2 0,7
Разборка оснований покрытия полов простильных полов 100 м2 4,67
Разборка оснований покрытия полов дощатых оснований щитового паркета 100 м2 1,92
Разборка покрытий полов из линолеума и релина 100 м2 0,47
Разборка покрытий полов из плиток поливинилхлоридных 100 м2 1,4
Разборка покрытий полов из керамических плиток 100 м2 5,2
Разборка покрытий полов цементных 100 м2 6,6
Разборка покрытий полов из древесностружечных плит в 1 слой 100 м2 1,25
Разборка покрытий полов из древесностружечных плит в 2 слоя 100 м2 2,5
Разборка покрытий полов из древесноволокнистых плит 100 м2 0,55
Разборка покрытий полов паркетных 100 м2 3,08
Разборка покрытий полов дощатых 100 м2
2,49
Разборка покрытий полов асфальтовых 100 м2 6,15
Разборка плинтусов деревянных и из пластмассовых материалов 100 м 0,11
Разборка плинтусов цементных и из керамической плитки 100 м 0,62

Масса мусора от разборки крыш, кровель

Наименование работ Единица измерения Строительный мусор, т
Разборка обрешетки из брусков с прозорами 100 м2 1,4
Разборка стропил со стойками и подкосами из досок 100 м2 0,9
Разборка стропил со стойками и подкосами из брусьев и бревен 100 м2 1,25
Разборка мауэрлатов 100 м2 0,81
Разборка слуховых окон: прямоугольных двускатных 100 шт. 5,6
Разборка слуховых окон: прямоугольных односкатных 100 шт. 5,6
Разборка слуховых окон: полукруглых и треугольных 100 шт. 4,6
Разборка поясков, сандриков, желобов, отливов, свесов и т.п. 100 м 0,12
Разборка водосточных труб с земли и подмостей 100 м 0,325
Разборка водосточных труб с люлек 100 м 0,325
Разборка парапетных решеток 100 м 0,8
Разборка покрытий кровель из рулонных материалов (1-3 слоя) 100 м2 0,78
Разборка покрытий кровель из листовой стали 100 м2 0,51
Разборка покрытий кровель из черепицы (керамической) 100 м2 11,55
Разборка покрытий кровель из волнистых и полуволнистых асбестоцементных листов 100 м2 1,45
Разборка теплоизоляции на кровле из двух слоев стеклоткани 100 м2 0,1
Разборка теплоизоляции на кровле из ваты минеральной толщиной 100 мм 100 м2 1,04
Разборка теплоизоляции на кровле из плит пенополистерольных толщиной 100 мм 100 м2 0,32

Масса мусора от разборки лестниц, крылец

Наименование работ Единица измерения Строительный мусор, т
Разборка деревянных лестниц с маршами (включая перила) и площадками 100 м2 17,82
Разборка деревянных крылец с площадками и ступенями 100 м2 23,12
Разборка деревянных чердачных лестниц 100 м 3,35
Разборка металлических лестничных решеток (ограждений), при весе одного метра решетки до 60 кг 100 м 2,5
Разборка металлических лестничных решеток (ограждений), при весе одного метра решетки свыше 60 кг 100 м 5,0
Разборка поручней деревянных прямой части 100 м 0,14
Разборка поручней деревянных закруглений 100 шт. 0,08
Разборка поручней поливинилхлоридных 100 м 0,07

Масса мусора от разборки печей, дымовых труб

Наименование работ Единица измерения Строительный мусор, т
Разборка кладки печей необлицованных 1 м3 2,04
Разборка кладки печей облицованных 1 м3 2,19
Разборка кладки очагов необлицованных 1 м3 1,79
Разборка кладки очагов облицованных 1 м3 1,94
Разборка кладки печей в футлярах из кровельной стали 1 м3 2,05
Разборка дымовых кирпичных труб и боровов в 1 канал 100 м 31,1
Разборка дымовых кирпичных труб и боровов добавлять на каждый следующий канал 100 м 19,89

Масса мусора от снятия обоев

Наименование работ Единица измерения Строительный мусор, т
Снятие обоев простых и улучшенных 100 м2 0,03
Снятие обоев высококачественных и линкруста 100 м2 0,08

Масса мусора от разборки трубопроводов

Наименование работ Единица измерения Строительный мусор, т
Разборка трубопроводов из водогазопроводных труб (на сварке) диаметром до 32 мм 100 м 0,22
Разборка трубопроводов из водогазопроводных труб (на сварке) диаметром до 63 мм 100 м 0,34
Разборка трубопроводов из водогазопроводных труб (на сварке) диаметром до 100 мм 100 м 0,43
Разборка трубопроводов из чугунных канализационных труб диаметром 50 мм 100 м 0,59
Разборка трубопроводов из чугунных канализационных труб диаметром 100 мм 100 м 1,34
Разборка трубопроводов из чугунных канализационных труб диаметром 150 мм 100 м 2,18

Масса мусора от разборки санитарно-технической арматуры

Наименование работ Единица измерения Строительный мусор, т
Снятие кранов водоразборных или туалетных 100 шт. 0,05
Снятие клапанов фланцевых приемных диаметром до: 50 мм 100 шт. 1,55
Снятие клапанов фланцевых приемных диаметром до: 100 мм 100 шт. 3,72
Снятие клапанов фланцевых обратных диаметром до: 50 мм 100 шт. 1,51
Снятие клапанов фланцевых обратных диаметром до: 100 мм 100 шт. 3,62
Снятие смесителя с душевой сеткой 100 шт. 0,26
Снятие смесителя без душевой сетки 100 шт. 0,22
Снятие водомеров диаметром до 50 мм 100 шт. 1,6
Снятие водомеров диаметром до 100 мм 100 шт. 6,0
Снятие колонок водоразборных 100 шт. 23,0
Снятие колонок водогрейных 100 шт. 8,0
Снятие пожарных гидрантов 100 шт. 10,0
Снятие задвижек диаметром до 100 мм 100 шт. 4,0
Снятие задвижек диаметром до 200 мм 100 шт. 10,0
Снятие вантузов воздушных: одинарных диаметром 50 мм 100 шт. 4,0
Снятие вантузов воздушных двойных диаметром 50 мм 100 шт. 13,0
Снятие водомерных узлов массой до 100 кг 100 шт. 8,1
Снятие водомерных узлов массой до 200 кг 100 шт. 17,4

Масса мусора от разборки санитарных приборов

Наименование работ Единица измерения Строительный мусор, т
Демонтаж санитарных приборов: умывальников и раковин 100 шт. 1,82
Демонтаж санитарных приборов: унитазов и писсуаров 100 шт. 2,65
Демонтаж санитарных приборов: моек 100 шт. 1,18
Демонтаж санитарных приборов: ванн 100 шт. 11,4
Демонтаж санитарных приборов: смывных труб 100 шт. 0,48
Демонтаж санитарных приборов: сидений к унитазам 100 шт. 0,08
Демонтаж санитарных приборов: сифонов 100 шт. 0,27
Демонтаж санитарных приборов: смывных бачков чугунных или фаянсовых на стене 100 шт. 2,15
Демонтаж санитарных приборов: смывных бачков пластмассовых на стене 100 шт. 1,48
Демонтаж санитарных приборов: смывных бачков фаянсовых на унитазе 100 шт. 1,75
Демонтаж санитарных приборов: биде 100 шт. 2,37

Масса мусора от разборки вентиляционных коробов

Наименование работ Единица измерения Строительный мусор, т
Разборка вентиляционных коробов из плит одинарных 100 м2 7,1
Разборка вентиляционных коробов из плит двойных 100 м2 14,3
Разборка вентиляционных коробов из плит Разборка вентиляционных шахт 1 м2 0,056

Масса мусора от разборки наружных инженерных сетей

Наименование работ Единица измерения Строительный мусор, т
Разборка трубопроводов канализации из чугунных труб диаметром 50 мм 100 м 1,09
Разборка трубопроводов водоснабжения из чугунных труб диаметром 100 мм 100 м 2,18
Разборка трубопроводов водоснабжения из чугунных труб диаметром 150 мм 100 м 3,47
Разборка трубопроводов водоснабжения из чугунных труб диаметром 200 мм 100 м 4,98
Разборка трубопроводов водоснабжения из чугунных труб диаметром 250 мм 100 м 6,69
Разборка трубопроводов канализации из чугунных труб диаметром 50 мм 100 м 0,74
Разборка трубопроводов канализации из чугунных труб диаметром 100 мм 100 м 1,51
Разборка трубопроводов канализации из чугунных труб диаметром 150 мм 100 м 2,43
Разборка трубопроводов канализации из керамических труб диаметром 150 мм 100 м 3,0
Разборка трубопроводов канализации из керамических труб диаметром 200 мм 100 м 4,2
Разборка трубопроводов канализации из керамических труб диаметром 250 мм 100 м 5,8
Разборка кирпичной кладки камер, каналов, компенсаторных ниш, углов поворота вручную без очистки кирпича 1 м3 2,1
Разборка кирпичной кладки камер, каналов, компенсаторных ниш, углов поворота вручную с очисткой кирпича 1 м3 1,05

Масса мусора от разборки электропроводки

Наименование работ Единица измерения Строительный мусор, т
Демонтаж электропроводки: скрытая проводка 100 м 0,004
Демонтаж электропроводки: шнур на роликах 100 м 0,007
Демонтаж электропроводки, провода на крюках (якорях) с изоляторами сечением: 16 мм2 100 м 0,017
Демонтаж электропроводки, провода на крюках (якорях) с изоляторами сечением: 70 мм2 100 м 0,07
Демонтаж электропроводки, провода на крюках (якорях) с изоляторами сечением: 150 мм2 100 м 0,16

Масса мусора от разборки (благоустройство)

Наименование работ Единица измерения Строительный мусор, т
Снятие деформированных асфальтобетонных покрытий самоходными холодными фрезами с погрузкой на автосамосвал с шириной фрезерования 500-1000 мм и толщиной слоя до: 30 мм 100 м2 5,94
Снятие деформированных асфальтобетонных покрытий самоходными холодными фрезами с погрузкой на автосамосвал с шириной фрезерования 500-1000 мм и толщиной слоя до: 50 мм 100 м2 9,9
Снятие деформированных асфальтобетонных покрытий самоходными холодными фрезами с погрузкой на автосамосвал с шириной фрезерования 500-1000 мм и толщиной слоя до: 70 мм 100 м2 13,86
Снятие деформированных асфальтобетонных покрытий самоходными холодными фрезами с погрузкой на автосамосвал с шириной фрезерования 500-1000 мм и толщиной слоя до: 90 мм 100 м2 17,82
Снятие деформированных асфальтобетонных покрытий самоходными холодными фрезами с погрузкой на автосамосвал с шириной фрезерования 500-1000 мм и толщиной слоя до: 110 мм 100 м2 21,78
Снятие деформированных асфальтобетонных покрытий самоходными холодными фрезами с погрузкой на автосамосвал с шириной фрезерования 1500-2100 мм толщиной слоя до: 30 мм 100 м2 5,94
Снятие деформированных асфальтобетонных покрытий самоходными холодными фрезами с погрузкой на автосамосвал с шириной фрезерования 1500-2100 мм толщиной слоя до: 50 мм 100 м2 9,9
Снятие деформированных асфальтобетонных покрытий самоходными холодными фрезами с погрузкой на автосамосвал с шириной фрезерования 1500-2100 мм толщиной слоя до: 70 мм 100 м2 13,86
Снятие деформированных асфальтобетонных покрытий самоходными холодными фрезами с погрузкой на автосамосвал с шириной фрезерования 1500-2100 мм толщиной слоя до: 90 мм 100 м2 17,82
Снятие деформированных асфальтобетонных покрытий самоходными холодными фрезами с погрузкой на автосамосвал с шириной фрезерования 1500-2100 мм толщиной слоя до: 110 мм 100 м2 21,78
Снятие деформированных асфальтобетонных покрытий самоходными холодными фрезами с погрузкой на автосамосвал с шириной фрезерования 1500-2100 мм толщиной слоя до: 130 мм 100 м2 25,74
Снятие деформированных асфальтобетонных покрытий самоходными холодными фрезами с погрузкой на автосамосвал с шириной фрезерования 1500-2100 мм толщиной слоя до: 150 мм 100 м2 29,7
Разборка деревянных заборов инвентарных из готовых звеньев 100 м2 0,65
Разборка деревянных заборов штакетных 100 м2 0,47
Разборка деревянных заборов глухих из строганных досок 100 м2 0,65

Масса мусора от разборки (прочие)

Наименование работ Единица измерения Строительный мусор, т
Пробивка отверстий в кирпичных стенах для водогазопроводных труб вручную при толщине стен в 0,5 кирпича 100 шт. 0,06
Пробивка отверстий в кирпичных стенах для водогазопроводных труб вручную при толщине стен в 1 кирпич 100 шт. 0,11
Пробивка отверстий в кирпичных стенах для водогазопроводных труб вручную при толщине стен в 1,5 кирпича 100 шт. 0,15
Пробивка отверстий в кирпичных стенах для водогазопроводных труб вручную при толщине стен в 2 кирпича 100 шт. 0,2
Пробивка отверстий в кирпичных стенах для водогазопроводных труб вручную при толщине стен в 2,5 кирпича 100 шт. 0,25
Пробивка отверстий в кирпичных стенах для водогазопроводных труб вручную при толщине стен в 3 кирпича 100 шт. 0,3

Сверление отверстий в кирпичных стенах электроперфоратором толщина стен 0,5 кирпича с диаметром отверстия до 20 мм:

Добавлять на каждые 0,5 кирпича толщины стен

Добавлять на каждые 10 мм диаметра свыше 20 мм

100 шт.

100 шт.

100 шт.

 

0,006

0,006

0,003

 
Сверление отверстий в деревянных конструкциях электродрелью отверстие диаметром до 10 мм глубиной до 20 см 100 шт. 0,002
Сверление в деревянных конструкциях электродрелью: добавлять на каждые 5 см глубины свыше 20 см 100 шт. 0,001
Сверление в деревянных конструкциях электродрелью: добавлять на каждые 10 мм диаметра свыше 10 мм 100 шт. 0,002
Прорезка отверстий в деревянных перекрытиях междуэтажных 100 шт. 0,7
Прорезка отверстий в деревянных перекрытиях чердачных 100 шт. 0,6
Прорезка отверстий в деревянных перегородках оштукатуренных 100 шт. 0,4
Прорезка отверстий в деревянных перегородках чистых 100 шт. 0,1

Информер курса валют ЦБ



Вес Строительного МУСОРА в 1 м3: таблица отходов при демонтаже

📝 Главная » 🏡 Загород / Стройка » 🔨 Разное

Автор: Pavel Markovich

🧱 При любых ремонтных или строительных работах не обойтись без отходов. И что бы знать какую и сколько заказывать машин для вывоза, и само собой подсчитать стоимость, нужно знать удельный вес строительного мусора. Как правило, в итоге его переводят с кубов в вес (тонны), так на много проще считать.

Снос или строительство — это всегда огромная куча отходов. Его всегда закладывают в бюджет при любых работах. Для экономии времени и денег, нужно своевременно перевести кубы мусора в тонны. Сделать это можно самому, или же обратиться к специалисту. В этой статье ми как раз поговорим об втором варианте.

Нужно понимать, что разные виды отходов имеют свою плотность. Например, плотность деревянного мусора будет на много ниже нежели бетонного. Скажем, если взять два мусорных  контейнера, набить их, то контейнер с бетоном будет тяжелее. Знать плотность строительного мусора очень важно, ведь именно оно даст знать, сколько понадобиться заказывать машин для вывоза, а так же и стоимость проделанных работ.

Ниже будет проведены усредненные значение плотности мусора в м3:

  • бетон — 2,4 т/м3;
  • железобетон — 2,5 т/м3;
  • обломки кирпича и камня, кафель, наружная плитка, отходы от снятия штукатурки— 1,8 т/м3;
  • дерево, каркасные конструкции с засыпкой — 600 кг/м3;
  • иной строительный мусор (кроме инженерно-технологических и металлических конструкций) — 1200 кг/м3.

Приведенные выше данные относятся к строениям «в плотном теле», то есть неразобранным. Фактическая плотность разобранных конструкций будет отличаться (т/м3):

  • смешанные отходы (демонтаж) — 1,6;
  • смешанные отходы (ремонт) — 0,16;
  • куски асбеста — 0,7;
  • битый кирпич — 1,9;
  • керамические изделия — 1,7;
  • песок — 1,65;
  • асфальтовое дорожное покрытие — 1,1;
  • утеплитель (минеральная вата) — 0,2;
  • стальные изделия — 0,8;
  • чугунные изделия — 0,9;
  • штукатурка — 1,8;
  • щебенка — 2;
  • древесно-волокнистая плита, древесно-стружечная плита — 0,65;
  • дерево (оконные и дверные рамы, плинтус, панели) — 0,6;
  • линолеум (обрезки) — 1,8;
  • рубероид — 0,6.

Вес строительного мусора в 1 м3 таблица

Таблица удельного и объемного веса по видам отходов:

Тип мусораУпаковкаОбъемный вес, тонн/м3Удельный вес, м3/тонн
Пределы колебанийСредняя расчетная величинаПределы колебанийСредняя расчетная величина
Мусор строительныйнавалом1,10 – 1,401,200,91 – 0,710,83
Мусор бытовой и уличныйнавалом0,30 – 0,650,553,33 – 1,541,82
Обрезки деревянныенавалом0,35 – 0,550,402,86 – 1,822,86 – 1,82
Обрезки тканейнавалом0,30 – 0,370,353,33 – 2,702,86
Опилки древесныенавалом0,20 – 0,300,255,00 – 3,334,00
Снег мокрыйнавалом0,70 – 0,920,801,43 – 1,091,25
Снег влажныйнавалом0,40 – 0,550,452,50 – 1,822,22
Снег сухойнавалом0,10 – 0,160,1210,00 – 6,258,33
Шлак котельныйнавалом0,70 – 1,000,751,43 – 1,001,33
Щебень кирпичныйнавалом1,20 – 1,351,270,83 – 0,740,79
Щепа древеснаянавалом0,15 – 0,300,256,68 – 3,334,00
Электрическая арматуранавалом0,37 – 0,630,502,70 – 1,592,00
Асфальт, битум, гудрон дробленыйнавалом1,15 – 1,501,300,87 – 0,670,77
Бой разный, стекло, фаянснавалом2,00 – 2,802,500,50 – 0,360,40
Бумагарулоны0,40 – 0,550,502,50 – 1,822,00
Бумагакипы0,65 – 0,770,701,54 – 1,301,43
Бумагасвязки0,50 – 0,650,552,00 – 1,541,82
Бумага старая пресованная — макулатуракипы0,35 – 0,600,532,86 – 1,671,89
Бутылки пустыенавалом0,35 – 0,420,402,86 – 2,382,50
Ветошькипы0,15 – 0,200,186,68 – 5,005,56
Изделия металлические крупные, части труб0,40 – 0,700,602,50 – 1,431,67
Изделия из пластмассбез упаковки0,40 – 0,650,502,50 – 1,542,00
Изделия стеклянные кроме листового0,26 – 0,500,403,85 – 2,003,85 – 2,00
Картонкипы0,59 – 1,000,701,70 – 1,001,43
Картонсвязки0,42 – 0,450,432,38 – 2,222,33
Лом стальной, чугунный, медный и латунныйнавалом2,00 – 2,502,100,50 – 0,400,48
Лом алюминиевыйнавалом0,60 – 0,750,701,67 – 1,331,43
Лом бытовой негабаритныйнавалом0,30 – 0,450,403,33 – 2,222,50
Машинные части разные мелкиенавалом0,42 – 0,700,502,38 — 1,432,00
Мебель разная0,25 – 0,400,304,00 – 2,503,33

Имея под рукой выше изложенную таблицу веса мусора, можно без проблем перевести кубы (м3) в тонны. Таким образом сэкономить значительную часть денег, которые бы в итоге отдали за работу которую и сами в состоянии сделать.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:

Вес строительного мусора в 1 м3: таблица отходов при демонтаже

В ходе строительства и ремонтных работ остается мусор. Еще больше его образуется при сносе, демонтаже или реконструкциях зданий. Эти остатки вывозят, а затем утилизируют. Чтобы минимизировать расходы, надо правильно рассчитать объем и массу отходов.

Например, вычислив вес строительного мусора в 1 м3 при демонтаже, можно точно заказать грузоподъемность машины, рассчитать количество рейсов.

После разборки зданий остаются различные по своим характеристикам материалы. Это может быть бумага, дерево, бетон или битый кирпич. у каждого вида своя, и расходы для вывоза тонны кирпича будут отличаться от расходов на вывоз бетона.

Так как расходы на вывоз закладывается в сметную документацию, важно точно рассчитать расходы на эти услуги. Для этого используют таблицу, где указан объемный и удельный вес по видам отходов.

Вид отходовФасовкаОбъемный вес (плотность), т/м3Удельный вес, м3/т
Min-maxРасчетная величинаMin-maxРасчетная величина
СтроительныйНавалом1,10 – 1,401,200,91 – 0,710,83
и уличный0,30 – 0,650,553,33 – 1,541,82
Обрезки деревянные0,35 – 0,550,402,86 – 1,822,86 – 1,82
Обрезки тканей0,30 – 0,370,353,33 – 2,702,86
Опилки древесные0,20 – 0,300,255,00 – 3,334,00
Снег мокрый0,70 – 0,920,801,43 – 1,091,25
Снег влажный0,40 – 0,550,452,50 – 1,822,22
Снег сухой0,10 – 0,160,1210,00 – 6,258,33
Шлак котельный0,70 – 1,000,751,43 – 1,001,33
Щебень кирпичный1,20 – 1,351,270,83 – 0,740,79
Щепа древесная0,15 – 0,300,256,68 – 3,334,00
Электрическая арматура0,37 – 0,630,502,70 – 1,592,00
Асфальт, битум, гудрон дробленый1,15 – 1,501,300,87 – 0,670,77
Бой разный, стекло, фаянс2,00 – 2,802,500,50 – 0,360,40
БумагаРулоны0,40 – 0,550,502,50 – 1,822,00
БумагаКипы0,65 – 0,770,701,54 – 1,301,43
БумагаСвязки0,50 – 0,650,552,00 – 1,541,82
Бумага старая прессованная — макулатураКипы0,35 – 0,600,532,86 – 1,671,89
Бутылки пустыеНавалом0,35 – 0,420,402,86 – 2,382,50
ВетошьКипы0,15 – 0,200,186,68 – 5,005,56
Изделия металлические крупные, части труб0,40 – 0,700,602,50 – 1,431,67
Изделия из пластмассБез упаковки0,40 – 0,650,502,50 – 1,542,00
Изделия стеклянные, кроме листового0,26 – 0,500,403,85 – 2,003,85 – 2,00
КартонКипы0,59 – 1,000,701,70 – 1,001,43
КартонСвязки0,42 – 0,450,432,38 – 2,222,33
Лом стальной, чугунный, медный и латунныйНавалом2,00 – 2,502,100,50 – 0,400,48
Лом алюминиевый0,60 – 0,750,701,67 – 1,331,43
Лом бытовой негабаритный0,30 – 0,450,403,33 – 2,222,50
Машинные части разные мелкие0,42 – 0,700,502,38 — 1,432,00
Мебель разная0,25 – 0,400,304,00 – 2,503,33

Отношение массы к занимаемому объему называется удельным весом. Формула для расчета:

Имеются нормативы, в которых указан усредненный объемный вес остатков после разборки. Расчетные значения для сметы при сносе конструкций:

При этом усредненный объемный вес для смет принимается в «плотном теле» конструкций.

Образовавшиеся в результате сноса отходы, в основном, считаются в куб. метрах, а стоимость вывоза, погрузки рассчитывается для тонны. Чтобы включить затраты на перевозку в смету, переводят значения из 1 м3 в тонны. Для этого можно воспользоваться данными усредненной объемной массы.

Когда данных об усредненной объемной массе нет, можно высчитать тоннаж отходов, зная объем, плотность данных остатков.

К строительному мусору относят остатки из различных материалов. Эти материалы имеют свою плотность. Это важно учитывать при:

При этом учитывается не только объем материала, но и пространство между ним. Поэтому насыпная плотность меньше, чем обычная.

Чтобы узнать соотношение отходов (m и V) после разборки, используют расчетные значения. В таблицах указывают объемный, удельный вес вывозимого материала. Зная их, легко выполнить перевод тонны мусора в м3 и наоборот.

Еще на подготовительном этапе рассчитывается количество отходов. Для этого применяется следующий алгоритм.

Чтобы узнать, сколько метр кубический составляет веса, используют среднюю величину плотности. Значение показывает массу отходов данного объема.

Например, масса кубометра смешанных отходов, образовавшихся в ходе ремонта, равна 160 кг (0,16 т), а кубометр точно такого же мусора от сноса уже составит 1600 кг (1,6 т). Усредненная плотность этих материалов составляет при ремонте 0,16 т/м3, а при сносе (разборке) — 1,6 т/м3. Точно также можно узнать массу кубометра песка, щебенки, утеплителя.

Если нет данных по усредненной плотности, то для перевода кубометров в тонны достаточно перемножить объем на плотность.

Чтобы узнать, какое количество строймусора образуется после сноса объекта, определяют плотность материала, входящего в остатки. Для этого используют таблицы плотности материала, или используют общие расчетные значения.

Затем рассчитывают удельный вес или массу кубометра. Для определения расходов на доставку к месту захоронения переводят . Рассчитывают по виду строительного мусора с учетом данных объемного удельного веса.

удельный вес обработанных железной руды шлака

  • Удельный вес шлак отвального

    2021-5-16 · Удельный вес доменного шлака в 1м3. Объемный вес и плотность шлака. Плотность сыпучих грузов. Расчет тоннажа сыпучих грузов Насыпная плотность золы черной Чтобы воспользоваться автоматическим расчётом, предлагаю

  • Доменный шлак вес 1м3

    2021-9-22 · Расчеты плотности шлаков варьируются от 800кг/м³ до 3200кг/м³. Удельный вес шлака (масса веществ) имеет сходство с природными каменными материалами, исчисляется в диапазоне от 2,5г/см³ до 3,6г/см³.

  • Шлак: удельный и объемный вес 1 м3, применение в

    2021-9-28 · Масса и удельный вес материала Если проводить измерение, этот показатель в м 3 составит от 800 до 3200 кг/м 3 . Масса вещества шлака (его удельный вес) составляет 2,56-3,65 г/м 3 .

  • Вес 1м3 шлака при демонтаже: Вес строительного

    2022-5-20 · Объемный, насыпной и удельный вес материалов в кг/м 3 А Агломерат железной руды, φ=45° 1700—2000 Аглопорит: щебень 300—700 песок 500—1100 Аминопласт 1450—1500 Антрацит: кусковой крупный 1500—1600 в мелких

  • ШЛАКИ: виды и процессы образования

    Удельный вес шлака, т.е. вес его вещества, близок к весу природных каменных материалов и составляет 2,5-3,6г/см 3. По химическому составу доменные шлаки делятся на основные, нейтральные и кислые.

  • Вес материалов насыпной объемный и удельный

    Объемный, насыпной и удельный вес материалов в кг/м 3 А Агломерат железной руды, φ=45° 1700—2000 Аглопорит: щебень 300—700 песок 500—1100 Аминопласт 1450—1500 Антрацит: кусковой крупный 1500—1600 в мелких

  • Вес шлама в 1 кубе

    2021-5-8 · Количество тонн в 1 кубическом метре шлака черного, шламового отвала, количество килограмм в 1 кубометре золы, в 1 м3 угольного остатка. Объемная плотность золы угольной, удельная масса

  • Расчет материального баланса плавки Allbest

    2011-9-29 · Соотношения в составе шихты: лома и чугуна, газообразного кислорода и твердого окислителя, в виде железной руды. Количество и состав шлака, расход извести. курсовая работа [222,0 K], добавлен 08

  • Вес 1 куба глины: Удельный и объемный вес глины

    2022-6-7 · Объемный, насыпной и удельный вес материалов в кг/м 3 А Агломерат железной руды, φ=45° 1700—2000 Аглопорит: щебень 300—700 песок 500—1100 Аминопласт 1450—1500 Антрацит: кусковой крупный 1500—1600

  • Шлак сталеплавильный объемный вес

    2021-5-16 · Удельный вес угольного шлака Таблица 1. Сколько весит 1 куб шлака угольного, золы черной, вес 1 м3 шлака угольного. Объемная плотность золы угольной и удельный вес отходов сгоревшего угля в гр

  • Доменный шлак вес 1м3

    2021-9-22 · Расчеты плотности шлаков варьируются от 800кг/м³ до 3200кг/м³. Удельный вес шлака (масса веществ) имеет сходство с природными каменными материалами, исчисляется в диапазоне от 2,5г/см³ до 3,6г/см³.

  • Шлак: удельный и объемный вес 1 м3, применение в

    2021-9-28 · Масса и удельный вес материала Если проводить измерение, этот показатель в м 3 составит от 800 до 3200 кг/м 3 . Масса вещества шлака (его удельный вес) составляет 2,56-3,65 г/м 3 .

  • Вес шлама в 1 кубе

    2021-5-8 · Количество тонн в 1 кубическом метре шлака черного, шламового отвала, количество килограмм в 1 кубометре золы, в 1 м3 угольного остатка. Объемная плотность золы угольной, удельная масса

  • ШЛАКИ: виды и процессы образования

    Удельный вес шлака, т.е. вес его вещества, близок к весу природных каменных материалов и составляет 2,5-3,6г/см 3. По химическому составу доменные шлаки делятся на основные, нейтральные и кислые.

  • Железная руда (Ironstone) это

    Определение железной руды, общие сведения о железной руде, классификация и виды железных руд, Удельный вес 4,9 5,3, твердость 5,5 6,0. Цвет черты вишнево красный.

  • СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ПРИМЕНЕНИЯ ШЛАКОВ

    2020-4-15 · Объемный вес шлака строительного в россыпи составляет 700 1900 кг/м3. кокса и железной руды в доменной печи при температурном режиме не менее 1500°C.

  • Оценка качества железных руд — Студопедия

    2014-2-9 · По закону Архимеда вес образцов, погруженных в воду, уменьшается: (P р+п) воад — (P р+п) вода = V р+п d вода (где V р+п — объем образца руды в парафиновой оболочке, см 3, так как внутрь пор образца вода не входит; d вода 3).

  • Вес 1 куба глины: Удельный и объемный вес глины

    2022-6-7 · Объемный, насыпной и удельный вес материалов в кг/м 3 А Агломерат железной руды, φ=45° 1700—2000 Аглопорит: щебень 300—700 песок 500—1100 Аминопласт 1450—1500 Антрацит: кусковой крупный 1500—1600

  • Удельный вес фанеры: Вес, плотность фанеры

    2021-7-14 · Объемный, насыпной и удельный вес материалов в кг/м 3 А Агломерат железной руды, φ=45° 1700—2000 Аглопорит: щебень 300—700 песок 500—1100 Аминопласт 1450—1500 Антрацит: кусковой крупный 1500—1600 в мелких

  • Шлак: удельный и объемный вес 1 м3, применение в

    2021-9-28 · Масса и удельный вес материала Если проводить измерение, этот показатель в м 3 составит от 800 до 3200 кг/м 3 . Масса вещества шлака (его удельный вес) составляет 2,56-3,65 г/м 3 .

  • ШЛАКИ: виды и процессы образования

    Удельный вес шлака, т.е. вес его вещества, близок к весу природных каменных материалов и составляет 2,5-3,6г/см 3. По химическому составу доменные шлаки делятся на основные, нейтральные и кислые.

  • СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ПРИМЕНЕНИЯ ШЛАКОВ

    2020-4-15 · Объемный вес шлака строительного в россыпи составляет 700 1900 кг/м3. кокса и железной руды в доменной печи при температурном режиме не менее 1500°C.

  • Железная руда, ее добыча и применение. Железные

    2021-10-30 · Если же пустая порода руды самоплавкая, то есть основность руды и шлака равны, то введения флюса не требуется, и количество шлака равно количеству пустой породы, то есть выход его будет вдвое ниже.

  • Комплексное использование металлургических

    2011-10-14 · Из 2-2,3т железной руды и плавней, 1,9т топлива, 80т воды и десятков тонн воздуха получается, 1 т стали и 0,20,3т шлака. В ваграночных и электропечах выход шлаков составляет 0,1-0,4т на 1 т металла.

  • Вес 1 куба глины: Удельный и объемный вес глины

    2022-6-7 · Объемный, насыпной и удельный вес материалов в кг/м 3 А Агломерат железной руды, φ=45° 1700—2000 Аглопорит: щебень 300—700 песок 500—1100 Аминопласт 1450—1500 Антрацит: кусковой крупный 1500—1600

  • Угол естественного откоса гранулированного

    2022-2-10 · Удельный вес доменного шлака в 1м3 Объемный вес и Удельный вес шлака (масса веществ) имеет сходство с природными каменными материалами, исчисляется в диапазоне от 2,5г/см³ до 3,6г/см³ Кроме того, удельный вес шлака

  • Железо и сталь древней Руси Альтернативная

    2019-10-13 · Об этом говорит большой удельный вес железа в их оброке. Домники, как называют писцовые книги крестьян-металлургов, руду копали на своей земле, то есть принадлежащей общине, или ездили на княжеские или другие земли.

  • Железо AzbukaMetalla.ru

    2022-5-26 · ЖЕЛЕЗО, Fe, химический элемент, атомный вес 55,84, порядковый номер 26; расположен в VIII группе периодической системы в одном ряду с кобальтом и никелем, температура плавления 1529°С,

  • Сталь марки 20Г

    Марка: 20Г (заменители: 20, 30Г) Класс: Сталь конструкционная легированная. Вид поставки: сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 4543-71, ГОСТ 2590-2006, ГОСТ 2591-2006, ГОСТ 10702-78. Калиброванный пруток

    • Вес рубероида 1 м2 при разборке: порядок демонтажа покрытия

    Несколько десятилетий тому назад рубероид считался основным и единственным материалом для покрытия плоских крыш зданий и сооружений различного назначения. Сегодня строительная промышленность выпускает современные рулонные кровельные материалы, по всем техническим параметрам и эксплуатационным показателям значительно превосходящие рубероид.

    Вес рубероида 1м2 при разборке

    Вес 1 м3 строительного мусора

    После разборки зданий остаются различные по своим характеристикам материалы. Это может быть бумага, дерево, бетон или битый кирпич. Плотность у каждого вида своя, и расходы для вывоза тонны кирпича будут отличаться от расходов на вывоз бетона.


    Строительный мусор нельзя выбрасывать в контейнеры для ТБО, используются специальные контейнеры или пухто

    Так как расходы на вывоз закладывается в сметную документацию, важно точно рассчитать расходы на эти услуги. Для этого используют таблицу, где указан объемный и удельный вес по видам отходов.

    Вид отходовФасовкаОбъемный вес (плотность), т/м3Удельный вес, м3/т
    Min-maxРасчетная величинаMin-maxРасчетная величина
    СтроительныйНавалом1,10 – 1,401,200,91 – 0,710,83
    Бытовой и уличный0,30 – 0,650,553,33 – 1,541,82
    Обрезки деревянные0,35 – 0,550,402,86 – 1,822,86 – 1,82
    Обрезки тканей0,30 – 0,370,353,33 – 2,702,86
    Опилки древесные0,20 – 0,300,255,00 – 3,334,00
    Снег мокрый0,70 – 0,920,801,43 – 1,091,25
    Снег влажный0,40 – 0,550,452,50 – 1,822,22
    Снег сухой0,10 – 0,160,1210,00 – 6,258,33
    Шлак котельный0,70 – 1,000,751,43 – 1,001,33
    Щебень кирпичный1,20 – 1,351,270,83 – 0,740,79
    Щепа древесная0,15 – 0,300,256,68 – 3,334,00
    Электрическая арматура0,37 – 0,630,502,70 – 1,592,00
    Асфальт, битум, гудрон дробленый1,15 – 1,501,300,87 – 0,670,77
    Бой разный, стекло, фаянс2,00 – 2,802,500,50 – 0,360,40
    БумагаРулоны0,40 – 0,550,502,50 – 1,822,00
    БумагаКипы0,65 – 0,770,701,54 – 1,301,43
    БумагаСвязки0,50 – 0,650,552,00 – 1,541,82
    Бумага старая прессованная — макулатураКипы0,35 – 0,600,532,86 – 1,671,89
    Бутылки пустыеНавалом0,35 – 0,420,402,86 – 2,382,50
    ВетошьКипы0,15 – 0,200,186,68 – 5,005,56
    Изделия металлические крупные, части труб0,40 – 0,700,602,50 – 1,431,67
    Изделия из пластмассБез упаковки0,40 – 0,650,502,50 – 1,542,00
    Изделия стеклянные, кроме листового0,26 – 0,500,403,85 – 2,003,85 – 2,00
    КартонКипы0,59 – 1,000,701,70 – 1,001,43
    КартонСвязки0,42 – 0,450,432,38 – 2,222,33
    Лом стальной, чугунный, медный и латунныйНавалом2,00 – 2,502,100,50 – 0,400,48
    Лом алюминиевый0,60 – 0,750,701,67 – 1,331,43
    Лом бытовой негабаритный0,30 – 0,450,403,33 – 2,222,50
    Машинные части разные мелкие0,42 – 0,700,502,38 — 1,432,00
    Мебель разная0,25 – 0,400,304,00 – 2,503,33

    Плотность строительных отходов

    Мусор мусору рознь. Если взять одинаковый объём бетона и дерева, то вес их будет абсолютно разный. Поэтому, планируя большую уборку, нужно знать удельный вес строительного мусора в 1м3. Естественно, бетон будет значительно тяжелее дерева.

    Плотность материалов — очень важный показатель. Именно он отображает удельный вес строительного мусора в 1 м3. Вычислив массу отходов через их плотность, без труда можно определиться с кубатурой автомобилей, которые необходимо заказать. А от этого, естественно, зависит и стоимость оказанной услуги.

    Представляем средние показатели, которые соизмеряют вес и объём материалов. Данные представлены в тоннах на 1 м3:

    • обычный бетон – 2,4 т;
    • армированный бетон – 2,5 т;
    • битый кирпич и камень, осколки кафеля и наружной плитки, штукатурный мусор – 1,8 т;
    • деревянные обломки, конструкции с элементами засыпки – 0,6 т;
    • разный сыпучий мусор без содержания деревянных и металлических обломков – 1,2 т.

    Все перечисленные данные касаются материалов, которые состоят из крупных обломков или старых конструкций. Если говорить о разобранных и мелких частях, то вес/куб отличается:

    • отходы строительные, смешанные из разных материалов, полученные в результате демонтажа – 1,6 т;
    • мусор строительный после проведения ремонтных работ -0,16 т;
    • асбестовые куски – 0,7 т;
    • кусочки битого кирпича – 1,9 т;
    • керамический мусор – 1,7 т;
    • песок – 1,65 т;
    • отходы от минеральной ваты – 0,2 т;
    • кусочки стальных изделий – 0,8 т;
    • частицы чугунных элементов – 0,9 т;
    • штукатурка – 1,8 т;
    • щебёнка – 2 т;
    • древесные плиты – 0,65 т;
    • деревянные изделия типа плинтуса, рам и прочее – 0,6 т;
    • обрезной линолеумовый материал – 1,8т;
    • рубероидные кусочки – 0,6.

    Рекомендуем: Утилизация фортепиано (пианино) в Москве бесплатно и быстро

    Соотношение веса и объёма

    Определить объёмный вес мусора строительного для смет, а также для расчётов на бытовом уровне можно, использовав таблицу, представленную ниже.

    ОтходыСпособ сбораОбъёмный вес, кг/м3Вес удельный, кг/т
    Мусор из стройматериаловнасыпью12000,83
    Мусор бытового плананасыпью5501,82
    Обрезные деревянные отходынасыпью4002,86 – 1,82
    Лоскуты тканинасыпью3502,86
    Опилки древесного происхождениянасыпью2504
    Мокрый снегнасыпью8001,25
    Слегка влажный снегнасыпью4502,22
    Сухой снегнасыпью1208,33
    Шлак из котельнойнасыпью7501,33
    Щебень из кирпичанасыпью12700,79
    Древесные щепкинасыпью2504
    Электрические проводанасыпью5002
    Битумные отходы, гудрон и асфальтнасыпью13000,77
    Стеклянный и фарфоровый бойнасыпью25000,4
    Бумагав рулонах5002
    Бумагакипа5301,43
    Бумагасвязка5501,82
    Бумага прессованнаякипа5301. 89
    Пустые бутылкинасыпью4002,5
    Тряпки, ветошькипа1805,56
    Крупные части металла, куски труб6001,67
    Отходы из пластмассыбез упаковки5002
    Отходы изделий из стекла не листового4003,85 – 2
    Картонные отходыкипа7001,43
    Картонсвязка4302,33
    Металлические обломки из стали, чугуна, меди и латунинасыпью21000,48
    Металлические обломки из алюминиянасыпью7001,43
    Отходы металлические бытовые негабаритныенасыпью4002,5
    Части мелкие автомобильныенасыпью5002
    Отходы мебельные разные3003,33

    Объемный вес мусора от строительства для смет

    В сметной документации указывают расходы по вывозу, погрузке образовавшихся при демонтаже остатков, отходов от строительно-ремонтных работ. При включении затрат ориентируются на установленные цены, объемный вес, удаленность мусорного полигона.

    Имеются нормативы, в которых указан усредненный объемный вес остатков после разборки. Расчетные значения для сметы при сносе конструкций:

    • бетонных — 2400 кг/м3;
    • железобетонных — 2500 кг/м3;
    • из кирпича, камня, отбивке штукатурки, облицовочной плитки —1800 кг/м3;
    • деревянных, каркасно-засыпных—600 кг/м3;
    • прочих (за исключением металлоконструкций, оборудования)—1200 кг/м3;
    • металлоконструкций, оборудования — проектные данные.

    При этом усредненный объемный вес для смет принимается в «плотном теле» конструкций.

    Перевод строительного мусора из м3 в тонны

    Образовавшиеся в результате сноса отходы, в основном, считаются в куб. метрах, а стоимость вывоза, погрузки рассчитывается для тонны. Чтобы включить затраты на перевозку в смету, переводят значения из 1 м3 в тонны. Для этого можно воспользоваться данными усредненной объемной массы.

    Если нужно узнать , сколько тонн будет весить 3 м3 кирпичной кладки, надо его усредненное значение (1800 кг/м3) умножить на объем (3 м3).

    1800×3=5400 кг=5,4 тонны.

    Когда данных об усредненной объемной массе нет, можно высчитать тоннаж отходов, зная объем, плотность данных остатков.

    Общие технические характеристики рубероида

    Знание технических параметров поможет в правильном определении веса квадратного метра покрытия. Рубероид – кровельный картон, пропитанный битумом и имеющий с одной стороны каменную посыпку.

    Структура и марки рубероида

    Посыпка является обязательным элементом кровельного рубероида и выполняет сразу несколько важных функций.

    1. Защищает верхний слой битумной пропитки от разрушающего воздействия УФ-лучей. Дело в том, что даже самые современные инновационные добавки в битум не могут значительно повысить его устойчивость, а каменные частички полностью защищают поверхность от вредного излучения.
    2. Улучшает внешний вид покрытий. Каменная крошка имеет различные размеры и цветовые оттенки, что дает возможность немного улучшать дизайнерские характеристики плоских кровель.
    3. Предупреждает слипание рулонов. В этих целях может использоваться каменная крошка или специальная полиэтиленовая пленка.

    Виды сланцево-слюдяной посыпки для рубероида

    Отечественная промышленность должна выпускать стандартизированные покрытия, требования к ним прописаны в действующих государственных нормативных документах. От типа рубероида зависят все его технические параметры, в том числе и вес квадратного метра.

    Качественно сделанные материалы должны иметь следующие характеристики:

    • ширина рулона 1000–1050 мм;
    • масса рулона 22–25 кг;
    • полезная площадь 10–20 м2;
    • масса квадратного метра ≈1,7 кг.

    Основные характеристики покрытия указываются производителем на упаковке рулона

    Это примерные данные, каждый вид покрытий имеет свои индивидуальные характеристики.

    Таблица. Виды рубероида по назначению.

    Вид покрытияТехнические характеристики

    Кровельный

    		Обозначается буквами РКК (рубероид кровельный), третья буква указывает на вид посыпки. Может использоваться крупная (К), пылевидная (П), мелкая (М) или чешуйчатая (Ч). Цифрами указывается масса картона на квадратный метр. Если материал имеет обозначение РКП 350, то это значит, что вес квадратного метра картона 350 гр., к этому нужно добавить вес битума и посыпки. Значение узнается путем деления общей массы рулона на количество квадратных метров, а оно может быть 10, 15 или 20 м2.
    ПодкладочныйБолее легкий материал, каменной посыпки не имеет. За счет этого подкладочный рубероид одной стороной прочно приклеивается к основанию, а второй к верхнему финишному слою или ко второму подкладочному. К примеру, подкладочный рубероид РПП 300 имеет с двух сторон защитную полиэтиленовую пленку, которая при нагревании расплавляется. Посыпки нет, масса квадратного метра картона 300 гр. Количество и наименование слоев покрытия кровли выбирается архитекторами в зависимости от назначения и условий эксплуатации кровли.

    Цены на рубероид

    Рубероид

    Плотность строительного мусора

    К строительному мусору относят остатки из различных материалов. Эти материалы имеют свою плотность. Это важно учитывать при:

    • построении логистических маршрутов;
    • выборе грузоподъемности автомобиля для вывоза отходов;
    • определение количества, вида контейнеров.

    Для сыпучих демонтажных остатков , (согласно СНиПу), учитывают насыпную плотность.

    Насыпная плотность = массе свободно засыпанных отходов, разделенных на объем.

    Выводы

    Любые работы должны иметь логическое объяснение, только так можно добиваться их высокого качества и экономии финансовых средств. На практике никто не подсчитывает вес рубероида 1 м2 при разборке кровли, эти данные никому не нужны. Количество автомобильного транспорта, необходимого для вывоза строительного мусора, прикидывается по кубическим метрам отходов, а вес определяется на полигоне. Там есть специальные весы для взвешивания крупногабаритного транспорта.

    Вес демонтированного рубероида определяется на мусорном полигоне

    Надо помнить, что старый рубероид нельзя выбрасывать на обыкновенных свалках, его в обязательном порядке отвозят для утилизации на специализированные предприятия или площадки для временного хранения. Чем аккуратнее делается демонтаж покрытия, тем меньше времени потом придется терять на уборку основания и подготовительные работы для последующего покрытия крыши.

    Методы расчета

    Еще на подготовительном этапе рассчитывается количество отходов. Для этого применяется следующий алгоритм.

    1. Рассчитывается объем объекта (в плотном теле). При этом учитывается фундамент, размеры оконных проемов, крыша.
    2. Рассчитанное значение увеличивают на 2 (коэффициент разрыхления), и получают действительный объем строительного мусора.
    3. Находят массу отходов с участка, перемножив действительный объем на плотность материала.
    4. Определяют, как вывозить отходы. Для одного вида рассчитывается количество контейнеров, для других — грузоподъемность машин.

    Масса кубометра строительных отходов

    Чтобы узнать, сколько метр кубический составляет веса, используют среднюю величину плотности. Значение показывает массу отходов данного объема.

    Например, масса кубометра смешанных отходов, образовавшихся в ходе ремонта, равна 160 кг (0,16 т), а кубометр точно такого же мусора от сноса уже составит 1600 кг (1,6 т). Усредненная плотность этих материалов составляет при ремонте 0,16 т/м3, а при сносе (разборке) — 1,6 т/м3. Точно также можно узнать массу кубометра песка, щебенки, утеплителя.

    Если нет данных по усредненной плотности, то для перевода кубометров в тонны достаточно перемножить объем на плотность.

    Норма расхода штукатурки на 1 м2 – таблица

    Штукатурная смесьПриблизительный расход, кг/м2
    гипсовая9
    цементная17
    декоративная8

    Расход гипсовой штукатурки Ротбанд Кнауф

    Rotband Knauf, зерно до 1,2 мм, слой 10 мм8. 5

    Расход декоративной штукатурки Короед ЦЕРЕЗИТ

    «Короед» Ceresit CT-35, сухая, зерно 2.5 мм2
    «Короед» Ceresit CT-35, сухая, зерно 3.5 мм3
    «Короед» Ceresit CT-63, акриловая, зерно 3.0 мм3.7
    «Короед» Ceresit CT-64, акриловая, зерно 1.5 мм2.0
    «Короед» Ceresit CT-64, акриловая, зерно 2 мм2.7
    «Короед» Ceresit CT-75, силиконовая, зерно 2 мм2.5 – 2.7
    «Короед» Ceresit CT-73, силикатная, зерно 2 мм2.5 – 2.7
    «Короед» Ceresit CT-73, силикатно-силиконовая, зерно 2 мм2.7

    Расход гипсовой штукатурки Волма

    ВОЛМА-Слой, слой 10 мм8 – 9
    ВОЛМА-Холст, слой 10 мм9 – 10
    ВОЛМА Гипс Актив, слой 10 мм8 – 9

    Расход цементной штукатурки Волма

    ВОЛМА-Акваслой, зерно до 1,25 мм, слой 10 мм11 – 12
    ВОЛМА-Аквапласт, зерно до 1,25 мм, слой 10 мм16 – 18
    ВОЛМА-Аквастарт, зерно до 1,25 мм, слой 10 мм14 – 16
    ВОЛМА-Короед, слой 10 мм3 – 4

    Расход штукатурки Юнис

    Теплон Универсальный, слой 10 мм12 – 13
    Теплон Влагостойкий, слой 10 мм12 – 13
    Теплон Белый, слой 5 мм4 – 4. 5
    КОРОЕД-ДЕКОР, зерно до 3 мм, слой 2 мм5 – 6.5
    КОРОЕД-ДЕКОР, зерно до 2 мм, слой 2 мм2 – 4

    Расход штукатурки Старатели

    «Оптимум», «MIXTER», слой 10 мм10 – 11
    «Гипсовая», «Гипсовая Белая», слой 10мм8 – 9
    «Цементная», слой 10 мм14 – 15
    КОРОЕД, зерно 2 мм, слой 1.5-2 мм2 – 2.5
    КОРОЕД, зерно 3 мм, слой 1.5-2 мм3.5 – 4

    Расход штукатурки Бергауф

    BAU PUTZ GIPS, слой 10 мм11 – 13
    BAU PUTZ ZEMENT, слой 10 мм16 – 18
    EASY PLASTER, для новичков, слой 10 мм12 – 13
    PRIMA PUTZ GIPS, слой 10 мм9 – 12
    EASY BAND, слой 10 мм8 – 9

    Раствор М150 (М100) — удельный вес 1 м3

    Одним из самых популярных стройматериалов является железобетон. За счет универсального назначения, особых эксплуатационных свойств и доступности он применяется для реализации различных строительных проектов. Но чтобы постройка была долговечной и надежной, важно изучить особенности материала и грамотно рассчитать его плотность.

    Виды железобетона

    Основным критерием, разделяющим материал на несколько типов, является плотность железобетона.

    В зависимости от этой характеристики выделяют такие группы:

    1. Особо тяжелый железобетон. Показатели его удельного веса на 1 м³ составляют 2,5 тонны. Процесс производства предусматривает введение в состав особых добавок, повышающих плотность и вес готовой продукции. В продаже доступно несколько разновидностей особо тяжелого бетона: лимонитовые, магнетитовые, баритовые и другие. В частном строительстве перечисленные марки применяются редко, поскольку они эффективны для возведения крупногабаритных сооружений с большой этажностью, которые эксплуатируются в сложных условиях и сталкиваются с большими нагрузками.
    2. Второй тип характеризуется плотностью 2,2 тонны на м³. Роль заполнителя выполняет щебень или гравий.
    3. К третьей группе относится облегченный бетон, который обладает сквозными полостями с армированными вставками. Удельный вес подобного блока типоразмером 1 м³ составляет 1800 кг.
    4. Еще на рынке предлагается особо легкий бетон, объемный вес которого не превышает 500 кг/м³. Подобные блоки бывают арболитовыми, перлитовыми, ячеистыми и керамзитовыми. Большим спросом пользуются полистиролбетон, которому свойственна простота обработки и улучшенные звуко- теплоизоляционные свойства.

    Специалисты рекомендуют использовать для возведения двухэтажного частного дома армированные и легкие разновидности.

    Разделение по марке

    В производстве тяжелых бетонов, а именно они являются классическими, существует несколько марок. Соотношение компонентов в рецептуре каждой марки разные. Где-то больше наполнителей, где-то меньше. Соответственно и масса бетона будет отличаться. Отличия незначительные, но они есть.

    Ниже приведена таблица, где показаны соотношения компонентов в разных марках.

    Марка бетонаЦемент, кгПесок, кгЩебень, кгВода, л
    М100М300 — 2148701440100
    М200М400 — 2867951440140

    Как видите, прочность бетонного раствора никак не связана с весом. Она зависит от марки цемента. Правда, здесь есть один нюанс. К примеру, вы не нашли цемента марки М400, а приобрели М300. Можно ли из него сделать бетон М200? Никаких проблем.

    Изменение рецептуры

    Вам придется увеличить количество вносимого цемента, уменьшив объем вносимых наполнителей. В этом случае рецептура может быть такой:

    • цемент М300 – 350 кг;
    • песок – 795 кг;
    • щебень – 1080 кг;
    • вода — 175 л.

    Вес бетона уменьшится за счет большого снижения объема щебня, при этом прочность увеличится. Стандартных рецептов, в которых можно менять марку цемента более высокой или более низкой нет. Поэтому в домашних условиях подогнать меняющуюся рецептуру под новую очень сложно.

    Ниже представлена таблица весов бетонной смеси по маркам.

    Марка бетонаУдельный вес 1м3 бетона, кг
    М1002494
    М2002432
    М2502348
    М3002389
    М3502502
    М4002376
    М5002298

    В заводских условиях это сделать намного проще, там этим занимаются лаборатории. Поэтому специалисты рекомендуют пользоваться классическими рецептурами, используя в них требуемые компоненты, особенно это касается марки цемента.



    Характеристики бетонов

    Традиционные разновидности бетонов отличаются хорошими эксплуатационными свойствами и устойчивостью к большим нагрузкам. Однако они не способны выдержать растяжение, изгибы и прочие деформационные воздействия, что лишает их практической ценности при возведении тяжелых конструкций, таких как железнодорожные и автомобильные мосты, несущие балки и перекрытия. С целью повышения пригодности материала его подвергают армированию. Для этой цели используется арматура разного диаметра.

    С помощью металлического армирования можно повысить прочностные свойства конструкции из бетона, сделать ее защищенной от растрескивания и продлить эксплуатационный срок в 2-3 раза. Классический способ армирования предусматривает установку железных прутьев в виде трехмерной сетки. Нередко на рынок выпускаются блоки с чередующимися тонкими и толстыми деталями.

    Составить универсальное описание характеристик железобетона нельзя, поскольку каждый тип обладает разными параметрами. Однако такие свойства, как длительный срок службы и дешевизна присущи всем разновидностям.

    Еще архитекторы ценят комфортный удельный вес железобетона и возможность придавать ему любую геометрию или архитектурную форму. К ключевым минусам железобетонных конструкций относят недостаточно высокую прочность при объемном весе железобетона.

    Среди основных характеристик материала следует выделить:

    1. Степень средней плотности — для расчета этого показателя учитывается масса железобетона в 1 м³. Еще обращается внимание на способ укладки материалы — с использованием вибрационного оборудования или без него. Для обозначения показателя используется буква D, после которой указывается цифра 2200, 2000 и т.д.
    2. Степень прочности — в зависимости от этой характеристики железобетон разделяется на несколько классов, определяющих устойчивость к осевому сжатию при давлении на куб ребра в 1500 мм и осевому растяжению. Для установки классификации учитывается тип бетона (тяжелый, мелкозернистый, легкий).
    3. Степень устойчивости к отрицательным температурам — ее определяют по числу циклов «замораживания и размораживания» при воздействии влаги. Допустимое снижение прочности при высокой морозостойкости не должно превышать 15%.
    4. Водонепроницаемость — характеристика указывает на максимальное давление воды, при котором в поры материала не просачивается жидкость.

    От чего зависит вес 1 метра кубического бетона

    Важной характеристикой бетонных смесей считается их масса. Ввиду того, что раствор состоит из цемента, воды и песка, он является пластичной смесью. Такой материал может быстро застывать, поэтому использовать его нужно сразу после изготовления. Во избежание перерасходов либо нехватки компонентов, необходимо корректно рассчитывать их объем.

    Для того, чтобы правильно определить сколько весит один куб бетона, необходимо определить соотношение между составными элементами.

    Информацию могут предоставить производители материала. Поэтому потребители сразу понимают, какой вид смеси они приобретут.

    Важно понимать, что масса бетона будет зависеть от различных факторов. Среди них качество замеса, объем воды, наличие пустот и размеры гранул. Поэтому продумайте наперед, какой вид бетонной смеси наиболее подходящий для решения ваших задач в строительстве.


    Армирование бетона

    Несмотря на высокие прочностные свойства, традиционные разновидности бетона являются достаточно хрупкими и уязвимыми к большим нагрузкам. Любое деформационное воздействие, изгиб или кручение повлечет к непоправимому процессу разрушения. А в таких условиях постоянно эксплуатируются балки, пролеты и панельные перекрытия. Чтобы защитить их от деформации, внутрь блоков помещаются армированные элементы — стальные стержни.

    Наличие металлических вставок обеспечивает устойчивость к трещинам, механическую прочность и длительный эксплуатационный срок всей конструкции. Чтобы повысить эксплуатационные свойства материала, процедуру армирования выполняют по некоторым принципам и правилам. Специалисты устанавливают стержни в форме трехмерной сетки с размером ячеек 100-200 мм.

    Иногда прутья соединяются с помощью стальной проволоки, но для обустройства крупногабаритных построек ее заменяют той же стальной арматурой.


    Наличие армированных элементов придает бетону следующие преимущества:

    1. Конструкции с различным архитектурным исполнением и геометрией становятся надежными и долговечными.
    2. Степень морозостойкости повышается.
    3. Материал может выдерживать большие нагрузки.
    4. Вероятность образования трещин в процессе эксплуатации практически исключается.

    Однако кроме плюсов, армирование способствует появлению некоторых минусов. Во-первых, вес куба сильно повышается, что вызывает ряд дополнительных сложностей в реализации проекта. Во-вторых, процесс монтажа арматуры в готовую постройку становится достаточно сложным.

    Существует несколько типов армирования:

    1. Монолитное. Такой тип используется при промышленном производстве блоков на крупных предприятиях. Технология предусматривает каркасную установку прутьев, соединенных проволок в вертикальном и поперечном направлениях.
    2. Дисперсное. Подобный способ заключается во введении в состав жидкой бетонной смеси мелкодисперсных добавок — фибры. Ее изготовляют из стали, базальтовой породы, стекловолоконного или полипропиленового сырья.
    3. С сеткой. Применение сетки при армировании пользуется большой популярностью, поскольку монтаж этой конструкции достаточно простой. Сама сетка бывает композитной, полимерной или железной.

    Чтобы самостоятельно выполнить армирование бетонного блока, нужно знать об основных этапах процедуры. Несмотря на схожесть алгоритма заливки разных поверхностей, некоторые отличия существуют.

    Первый этап заключается в визуальном осмотре и предварительной подготовке покрытия к армированию. Важно точно рассчитывать контуры и наклоны, измеряя их с помощью строительного уровня.

    Следующий этап подразумевает возведение деревянной опалубки. Дальше нужно установить доски в землю и закрепить их кольями. Высота опалубки должна превышать высоту заливки смеси. Внутреннюю поверхность досок можно оклеить пергамином, который будет удерживать влагу и обеспечивать ровность поверхности материала.

    Дальше начинается подготовка элементов армирования. Осмотрев их на наличие неровностей и дефектов, можно начинать укладывать сетку или прутья на горизонтальную поверхность.

    Дистанция между каждой металлической добавкой определяется заранее и делается одинаковой. Для соединения арматуры используется как сварочное оборудование, так и проволока.

    После этого начинается процесс заливки объекта с предварительным расчетом объема. Бетон дополнительно утрамбовывается для исключения образования воздушных пустот. Остается дождаться, пока бетон окончательно затвердеет и выполнить демонтаж опалубки.

    Плотность

    Для расчета удельного веса железобетона и плотности, необходимо учитывать пропорции смеси в составе массы. Еще необходимо исключить воду из расчета, поскольку она самостоятельно уйдет через месяц. В таком случае показатели плотности будут максимально точными. Специалисты допускают применение приблизительных данных, если есть информация о марке бетона.

    Вес 1 м3 железобетона определяется и схемой армирования. В этом случае нужно учитывать число прутьев в теле блока и их диаметр. В зависимости от этих параметров определяется внутренний объем стальной арматуры и ее масса.

    В железобетонной конструкции могут присутствовать разные стержни, а шаг их монтажа может отличаться. Чтобы получить представление о количестве арматуры в 1 м³ блока, можно воспользоваться сведениями из таблицы.

    Расчет веса куба железобетона

    Если есть информация о количестве армированных элементов в составе ЖБИ, определить массу железобетона (1 куб) будет несложно — она будет определяться разницей между объемом конструкции и объемом арматуры, умноженной на удельный вес всех используемых материалов.

    При разборке или при демонтаже постройки с целью повторного задействования узлов важно учитывать удельную массу ЖБИ, чтобы определить, сколько материала можно удалить. Поскольку подобная задача требует особых навыков и обладает техническими сложностями, ее лучше доверить обученному специалисту. Примерные расчеты делаются самостоятельно, исходя из свойств объекта и стройматериалов, на основе которых он возведен.

    Показатели объемной массы ж/б в разобранном виде составляет 2,5 тонны на м/3. Потом значение умножается на результаты замеров. Полученный результат будет указывать на объем строительного мусора, который понадобится удалить с площадки.

    Отличие расчетной и практической плотности

    Точные показатели плотности постройки из железобетона отличаются от расчетных параметров, поскольку возведенный объект обладает множеством пустот и зазоров, которые нельзя предвидеть на этапе проектирования. Любой бетонный монолит подвергается проблеме закупоривания воздуха, однако его количество можно сократить путем виброуплотнения бетона в опалубке или заготовке.

    Допустимый объем воздуха, который не повлияет на прочностные свойства и плотность блока, не должен превышать 1% от общего объема. Отклонение от этой нормы повлечет за собой быструю деформацию элементов из железобетона, развитие трещин и деформаций, способствующих необратимому разрушению.

    Для грамотного определения удельной массы армированного бетона коэффициенты бетона и арматуры нужно совместить. Полученный результат делится на полный объем конструкции. С помощью простой математической формулы можно лишить себя необходимости проводить сложные расчеты и задействовать компьютерные программы.

    Средняя плотность

    Показатели средней плотности железобетона тяжелого типа составляют 2500 кг/м³. Если используется метод укладки без внедрения вибрационного оборудования, они опускаются до 2400 кг/м³. Если в составе присутствует большое количество арматуры, плотность определяется в виде суммы масс бетона и арматуры.

    Как преобразовать см3 в м3

    При преобразовании см3 в м3 помните, что каждый куб простирается в трех направлениях. 100 см на метр становится 1 миллион кубических сантиметров на кубический метр!
    Преобразование сантиметров в метры — простое упражнение. Слишком часто люди спотыкаются, размещая свои сантиметры в кубе. Эти два примера проблемы покажут лучший способ преобразования см 3 в м 3 и обратно.

    Коэффициент преобразования между см 3 в м 3 составляет

    1 000 000 см 3 = 1 м 3

    или

    10 6 см 3 = 1 м 3

    Как ты это понял? Начните с преобразования из см в м.

    100 см = 1 м

    Куб представляет собой куб шириной 1 метр, глубиной 1 метр и высотой 1 метр.

    1 м 3 = 1 м х 1 м х 1 м

    Заменить коэффициент преобразования метр в сантиметр

    1 м 3 = (100 см) x (100 см) x (100 см) 1 м 3 = 1 000 000 см 3 = 10 6 см 3

    см 3 в м 3 Пример преобразования Задача

    В: Сколько кубических метров в 250 000 кубических сантиметров?

    Умножьте коэффициент пересчета на 250000 см. 3 .Поместите единицу, которую вы хотите отменить в знаменателе.

    Такое расположение позволяет нам исключать ненужные единицы, оставляя только ту единицу, которую мы хотим.

    0,25 м 3 = x м 3

    Ответ: 250 000 см 3 равно 0,25 м 3 .

    м 3 в см 3 Пример преобразования Задача

    В: Сколько кубических сантиметров в 5 кубических метрах?

    Умножьте коэффициент пересчета на 5 м. 3 .Поместите единицу, которую вы хотите отменить в знаменателе.

    Эта настройка позволяет нам отменить ненужные m 3 единиц.

    5 x 10 6 см 3 = x см 3

    A: в 5 кубических метрах имеется 5 x 10 6 (5 миллионов) кубических сантиметров.

    Особенности расчета плотности

    Существует ряд формул и принципов, по которым рассчитывается плотность железобетонных конструкций.

    Показатели определенной марки бетона

    Чтобы определить степень плотности бетона, необязательно владеть сложными навыками или информацией.

    Достаточно ознакомиться с маркой материала и его свойствами:

    1. М200 — представители этой марки обладают плотностью 2390 кг/м³. В большинстве случаев такой материал используется для обустройства стяжки напольного покрытия, выполнения отмостки, тротуарных дорожек, оснований ленточного типа и лестниц.
    2. М250 — фактическая плотность равна 2397 кг/м³. Бетон этой марки эффективен для возведения монолитных фундаментов, заборов и ненагружаемых перекрытий.
    3. М300 — показатели плотности равны 2407 кг/м³. На его основе обустраиваются фундаменты, стеновые конструкции и плиты перекрытий.
    4. М350 — 2412 кг/м³.
    5. М400 — 2420 кг/м³.

    Разновидности заполнителя

    В зависимости от типа исходного сырья заполнители для бетонного состава бывают органическими, которые добываются из природных пород и отходов обогащения, промышленными и искусственными.

    Доля заполнителей в составе материала может достигать 80% от общего объема, что сокращает расходы на покупку цементной смеси.


    Существует несколько критериев, по которым разделяются заполнители:

    1. Крупность и форма гранул.
    2. Происхождение.
    3. Зерновой состав.
    4. Прочностные свойства.
    5. Шероховатость.
    6. Плотность.

    Сухой бетон и жидкие растворы

    Параметры влажности оказывают прямое влияние на вес стройматериала. Чем большие объемы жидкости добавлены в приготовленный раствор, тем значительнее его масса. Но при подсчетах следует помнить, что в рамках отвердевания смеси жидкость имеет свойство испаряться. В таблице ниже указаны приблизительные параметры веса для влажного и сухого стройматериала. Цифры показаны для тяжелых бетонов, которые находят наибольшее распространение в строительстве.

    МаркаВес жидкого бетона, кгВес сухого бетона, кг
    М10023662180
    М15023602181
    М20023622182
    М30023582183
    М40023502170

    Обычно вес куба бетона надо знать при заливке конструкций и выяснении объемов и плотности строительных смесей. Если располагать этими данными, можно обеспечить высокое качество строительства и облегчить процессы транспортировки материала на строительную площадку.

    Применение в строительстве

    Применение железобетонных конструкций в современном строительстве пользуется большой популярностью. На основе этого материала создаются помещения промышленного назначения с любой этажностью, общественные заведения, жилые постройки, сельскохозяйственные здания и другие объекты.

    Ж/б эффективен при обустройстве тонкостенных покрытий в промышленных и общественных помещениях, в транспортном строительстве, кораблестроении, возведении мостов и гидроэлектростанций.

    Готовые сборные конструкции используются при частном строительстве, поскольку они обладают всеми требуемыми параметрами.

    Таблица удельного веса

    По таблицам можно определять вес бетона нужной марки и смотреть показатель. Но масса будет равна нормативной исключительно при условии, что соблюдается технология производства смеси и материалы выбраны правильно.


    От чего зависит вес кубометра бетона:

    • Плотность наполнителя – для увеличения массы состава нередко используют гравий. Тяжелыми, но дорогими являются гранит (вес получается до 2700 килограммов) и мрамор (до 2600 килограммов).

    • Степень уплотнения материалов – тут большое значение имеет срок хранения цемента. Так, свежий материал демонстрирует плотность в пределах 1100-1300 кг/м3, при длительной транспортировке и хранении плотность может увеличиваться до 1500-1600 кг/м3. Похоже на условия окружающей среды и хранение реагируют и другие материалы.
    • Тип наполнителей – щебень может быть самым разным, к примеру: от шлакового типа с весом до 800 кг/м3 до вторичного материала с весом до 3000 кг/м3, который реализуется в металлургической промышленности.

    • Величина компонентов – влияет на итоговый вес и фракцию компонентов. Самой большой массой обладает уплотненный материал крупной фракции. Так, фракция гравийного шлака 0-5 весит около 1600 кг/м3, от 160 – до 1730 кг/м3.

    Вес бетона – важный показатель, относящийся к основополагающим характеристикам материала, наряду с маркой и классом прочности. Рассчитывать массу бетона необходимо до начала строительства, чтобы выполнить работу качественно и иметь возможность корректировать показатель за счет пропорции, типа, фракции наполнителя.

    Объемные веса материалов — справочные материалы

    №Наименование материаловЕдиница измеренияМасса, кг
    I. Пористые материалы
    1Агломерат, полученный спеканием зол и шлаковм3600-900
    Доменные гранулированные шлаки:
    2основные — легкието же500-800
    3кислые — средние и тяжелые» «800-1100
    4Керамзит — гравий» «450-700
    5Керамзит — щебень» «600-1000
    6Пемзовый щебень и пемзовый песок» «450-700
    7Керамзит (искусственная пемза)» «250-600
    Топливные шлаки:
    8антрацитовые» «700-1000
    9каменноугольные» «600-900
    10подмосковного угля» «550-900
    11сланцевые» «400-700
    12торфяные» «600-1100
    13Щебень из вулканического туфа» «700-1100
    14Щебень из легкого ракушечника» «600-750
    15Щебень из тяжелых ракушечников и известковых туфов» «900-1300
    16Щебень кирпичный» «900-1100
    II. Бетонные и железобетонные изделия
    17Бетонные изделия (неармированные)» «2400
    18Железобетонные изделия» «2500
    19Доски подоконные железобетонныем2110
    Колодцы канализационные:
    20конусм950-1190
    21кольцото же850-890
    22днище» «2400
    23Марши лестничныем2270
    24То же, шлифованныето же260
    25Марши-площадки» «260
    26Панели с дымовентиляционными каналами» «340-360
    Панели перекрытий:
    27пустотные» «250
    28ребристые» «180
    29шатровые» «190
    30Перегородки гипсобетонные крупнопанельные» «113
    31Перегородки с каналами и коробками для скрытой проводки» «113
    32Плиты балконные» «250
    33Плиты козырьковые» «250-350
    34Площадки лестничные» «240-260
    III. Разные строительные материалы
    35Асбозуритм3707
    36Бетон (тяжелый)то же2400
    37Бетон керамзитовый (керамзитобетон)» «900-1200
    38Бетон шлаковый (шлакобетон)» «1600
    39Бревна» «700
    40Брезентм21
    41Бризолто же1,5
    Бруски обрезные:
    42хвойныем3650
    43лиственных породто же700
    44Битумы строительные твердые и полутвердые» «1000-1100
    45Вата минеральная» «141
    Ванны:
    46стальныекомп.48,2
    47чугунные эмалированныето же114
    48Войлок минеральныйм3197
    49Глина обыкновеннаято же1500
    50Глиноизвестковая смесь сухая для раствора» «1500
    51Гидроизолм20,8
    52Гравий немытый и промытыйм31600
    53Гравийно-песчаная смесьто же1600
    54Гипсолитовые плиты» «1400-1620
    Доски:
    55хвойные обрезные и необрезные» «650-700
    56мягких лиственных пород» «600-700
    57буковые» «750
    58дубовые, ясеневые, кленовые» «850
    59Камень бутовый из известняка» «1800
    60Каолин» «1010
    Кирпич:
    61обыкновенный пустотелый пластического и полусухого прессования1000 шт.3750
    62силикатныйто же3700
    Лента конвейерная:
    63шириной 400 ммм6,4
    64» 500 «то же8
    65» 600 «» «12
    66» 700 «» «14
    67» 800 «» «16
    68Линкрустм21,5
    Линолеум:
    69алкидный гладкий толщиной 2,5 ммто же3,3
    70то же, 3 мм» «4
    71» 5 «» «6
    72печатный» «3,3
    73на войлочной основе» «6
    74однослойный (линолеум-пластикат) толщиной 2 мм» «3,3
    75резиновый» «4
    76поливинилхлоридный на тканевой основе» «3,3
    Мрамор:
    77глыбам32700
    78крошкато же1300
    Наличники хвойные:
    79сечением 54х13 мм100 м60
    80» 74х13 «то же80
    Обои:
    81высококачественные100 м224
    82обыкновенного качествато же8
    83Паркет штучныйм210
    84» щитовойто же20
    85» в пачках, связкахм3250-400
    86Песок природныйто же1500
    87» морской» «1620
    88Песчаный балласт» «1600
    89Пенобетонные блоки» «650
    90Пергамин кровельныйм20,7
    91Пеностекло (газостекло)м3150-600
    Плита древесноволокнистая:
    92твердая толщиной 4 ммм24,3
    93то же, 6 ммто же6,4
    94изоляционно-отделочная толщиной 12,5 мм» «15,7
    95полутвердая толщиной 4 мм» «4,3
    96то же, 6 мм» «6,4
    Плита древесностружечная:
    973-слойная шлифованная с двух сторон толщиной 19 мм» «8,4
    98для полов толщиной 19 мм» «5,7
    99то же, 16 мм» «4,8
    100» 10 мм» «3
    101Плита фибролитоваям3362
    Пенопласт:
    102ПС-1то же60-220
    103ПХВ-1» «110-130
    104Плиты газовыешт.77-78
    105Плиты совелитовыем3516
    106То же, «Брекчия»м2120
    107Плитка акустическаям3320-360
    Плиты торфяные теплоизоляционные:
    108обыкновенныето же241
    109биостойкие, трудносгораемые, водостойкие» «241
    110Плитки керамические для стенм211,4
    111То же, для половто же25
    Плитки кислотоупорные:
    112толщиной 10 мм» «22
    113» 25 мм» «56
    114» 50 мм» «112
    Плитки фасадные стеклянные облицовочные размером:
    115125х125 мм» «27
    116150х150 мм» «27
    Пароизол круглого сечения для изоляции пазов:
    117диаметром 10 мм100 м2,78
    118» 20 «то же10,6
    119» 30 «» «24,5
    120» 40 «» «43,6
    121» 45 «» «55,2
    122Поручни из хвойных пород» «140
    123Полиизобутиленовая мастика УМС-50 для герметизаций стыковм31100-1500
    124Растворы цементные, цементно-известковые тяжелыето же2200
    125Растворы отделочные цементно-известковые, известковые легкие» «1800
    126Радиаторы чугунныеэкм.25,3
    Раковины:
    127стальныешт.8,1
    128чугунныето же16,8
    129Рубероидм21,7
    Сетка:
    130проволочная плетенаято же2,3
    131тканая с квадратной ячейкой в свету 5 мм» «4,1
    Смеси сухие для растворов и керамзитобетона:
    132глиноизвестковаям31500
    133керамзитобетоннаято же800
    134цементно-песчаная, затаренная в бумажные мешки по 50 кг» «1550
    Стекло:
    135органическоем31180
    136витринное толщиной 6 ммм221,4
    137то же, 8 ммто же24,4
    138оконное листовое толщиной 2 мм» «6
    139то же, 3 мм» «8,8
    140армированное» «17,2
    141узорчатоем217,2
    142жидкоем31480
    Стеклоблоки размером:
    143194х194х98 ммшт.5,7
    144194х94х98 «то же2,9
    145Стеклоткань шириной 100 смм0,5
    146Стеклопрофилитм24-8,9
    147Толь кровельный и гидроизоляционныйто же1,2
    Трубы (без изоляции) асбестоцементные ВТ6:
    148условным диаметром 50 ммм3,7
    149то же, 100 ммто же7,1
    150» 200 «» «20,3
    151» 300 «» «37
    152» 400 «» «62
    153» 500 «» «92,2
    154Трубы асбестоцементные безнапорные диаметром 100 мм» «4,7
    Трубы железобетонные безнапорные (раструбные, фальцевые и с гладким концом с муфтами):
    155диаметром 250 мм» «114
    156» 300 «» «150
    157» 500 «» «316
    158» 700 «» «572
    159» 900 «» «950
    160» 1000 «» «1150
    161» 1200-1250 мм» «1532
    162» 1500 «» «1750
    Трубы железобетонные напорные с раструбом:
    163РТН-70-1,11» «403
    164РТН-90-1,11» «458
    165РТН-100-1,11» «711
    166РТН-120-1,11» «990
    Трубы керамические канализационные:
    167диаметром 150 мм» «30
    168» 200 «» «42
    169» 300 «» «73
    170» 400 «» «115
    171» 500 «» «171
    172Фанера клееная из осиновых и хвойных породм3700
    Шпалы:
    173широкой колеи пропитанныешт.74
    174то же, непропитанныето же60
    175узкой колеи пропитанные» «30
    176то же, непропитанные» «23
    177Штапик оконный100 м7

    alfapol.ru

    Стальной шлак. Описание материала. Руководство пользователя по отходам и побочным продуктам при строительстве дорожного покрытия

    [ Асфальтобетон ] [ Гранулированная основа ]

     

    СТАЛЬ ШЛАК Описание материала

    ПРОИСХОЖДЕНИЕ

    Стальной шлак, побочный продукт производства стали, образуется при отделении расплавленной стали от примесей в сталеплавильных печах. Шлак представляет собой расплавленный жидкий расплав и представляет собой сложный раствор силикатов и оксидов, затвердевающий при охлаждении.

    Практически вся сталь в настоящее время производится на интегрированных сталелитейных заводах, использующих версию основного кислородного процесса, или на специальных сталелитейных заводах (мини-заводах), использующих процесс в электродуговой печи. Процесс мартеновской печи больше не используется.

    В основном кислородном процессе горячий жидкий доменный металл, лом и флюсы, состоящие из извести (CaO) и доломитовой извести (CaO.MgO или «долим») загружаются в конвертер (печь). Фурма опускается в конвертер и впрыскивается кислород под высоким давлением. Кислород соединяется с примесями в загрузке и удаляет их. Эти примеси состоят из углерода в виде газообразного монооксида углерода и кремния, марганца, фосфора и некоторого количества железа в виде жидких оксидов, которые в сочетании с известью и доломитом образуют стальной шлак. В конце операции рафинирования жидкая сталь сливается (разливается) в ковш, в то время как стальной шлак остается в резервуаре и затем сливается в отдельный шлаковый ковш.

    Существует много марок стали, которые можно производить, и свойства стального шлака могут значительно меняться для каждой марки. Марки стали можно разделить на высокие, средние и низкие в зависимости от содержания углерода в стали. Высококачественные стали имеют высокое содержание углерода. Чтобы уменьшить количество углерода в стали, в процессе производства стали требуется более высокий уровень кислорода. Это также требует добавления повышенного количества извести и доломита (флюса) для удаления примесей из стали и увеличения образования шлака.

    Существует несколько различных типов стального шлака, образующегося в процессе производства стали. Эти различные типы называются печным или выпускным шлаком, шлаком грабельного производства, синтетическим или ковшовым шлаком, а также карьерным или очистным шлаком. На рис. 18-1 представлена ​​схема общего потока и производства различных шлаков на современном сталелитейном заводе.

    Стальной шлак, образующийся на первичной стадии производства стали, называется печным шлаком или выпускным шлаком. Это основной источник сталеплавильного шлака. После выпуска из печи расплавленная сталь перемещается в ковш для дальнейшего рафинирования для удаления дополнительных примесей, все еще содержащихся в стали. Эта операция называется ковшовой очисткой, поскольку она выполняется в перегрузочном ковше. Во время ковшового рафинирования дополнительные стальные шлаки образуются за счет повторного добавления флюсов в ковш для плавки. Эти шлаки соединяются с любым выносом печного шлака и способствуют поглощению продуктов раскисления (включений), теплоизоляции и защите ковшевых огнеупоров. Сталелитейные шлаки, образующиеся на этой стадии производства стали, обычно называют грабельными и ковшовыми шлаками.

    Рисунок 18-1. Обзор производства шлака на современном сталелитейном заводе.

    Карьерный шлак и шлак очистки — это другие типы шлака, обычно встречающиеся в сталеплавильном производстве. Обычно они состоят из сталеплавильного шлака, попадающего на пол установки на различных стадиях работы, или шлака, удаляемого из ковша после выпуска.

    Поскольку стадия ковшового рафинирования обычно требует сравнительно больших добавок флюса, свойства этих синтетических шлаков сильно отличаются от свойств печного шлака и, как правило, не подходят для переработки в качестве агрегатов сталеплавильного шлака. Эти различные шлаки должны быть отделены от печного шлака, чтобы избежать загрязнения полученного заполнителя шлака.

    Помимо извлечения шлака, жидкий печной шлак и ковшовые шлаки обычно перерабатываются для извлечения черных металлов. Эта операция извлечения металлов (с использованием магнитного сепаратора на конвейере и/или электромагнита крана) важна для производителя стали, поскольку металлы затем могут быть повторно использованы на сталелитейном заводе в качестве исходного материала для доменной печи для производства чугуна.

    Дополнительную информацию об использовании сталелитейного шлака в США можно получить по адресу:

    .

    Национальная ассоциация шлаков

    808 North Fairfax Street

    Арлингтон, Вирджиния 22314

     

    ТЕКУЩИЕ ВАРИАНТЫ УПРАВЛЕНИЯ

    Переработка

    Подсчитано, что в Соединенных Штатах ежегодно используется от 7,0 до 7,5 миллионов метрических тонн (от 7,7 до 8,3 миллионов тонн) металлургического шлака. Основными областями применения стального шлака в Соединенных Штатах являются его использование в качестве гранулированной основы или в качестве заполнителя в строительстве.

    Утилизация

    В то время как большая часть печного шлака перерабатывается для использования в качестве заполнителя, излишки сталелитейного шлака от других операций (сгребание, ковш, очистка или карьерный шлак) обычно отправляются на свалки для захоронения.

     

    ИСТОЧНИКИ РЫНКА

    Стальной шлак обычно можно получить у переработчиков шлака, которые собирают шлак с сталеплавильных предприятий. Переработчики шлака могут обрабатывать различные материалы, такие как стальной шлак, ковшовый шлак, карьерный шлак и использованный огнеупорный материал для извлечения металлической стали. Эти материалы должны быть разделены по источникам, и должны быть четко определены методы обращения с ними, чтобы избежать загрязнения заполнителя сталелитейного шлака. Переработчик шлака также должен знать общие совокупные требования конечного пользователя.

    Переработка сталеплавильных шлаков для извлечения металлов важна не только для удаления избыточной стали из рыночных источников для повторного использования на сталелитейном заводе, но также важна для облегчения использования нерудного сталелитейного шлака в качестве строительного заполнителя. Этот неметаллический шлаковый материал можно либо измельчить и просеять для использования в качестве заполнителя (заполнители сталелитейного шлака), либо спекать и перерабатывать в качестве флюсового материала в печах для производства чугуна и стали.

    Агрегаты стального шлака обычно проявляют склонность к расширению. Это связано с наличием свободной извести и оксидов магния, которые не прореагировали с силикатными структурами и могут гидратироваться и расширяться во влажной среде. Этот потенциально расширяющийся характер (изменения объема до 10 процентов или более, связанные с гидратацией оксидов кальция и магния) может вызвать трудности с продуктами, содержащими стальной шлак, и является одной из причин, по которой заполнители стального шлака не подходят для использования в бетоне на портландцементе. или как уплотненная засыпка под бетонные плиты.

    Стальной шлак, предназначенный для использования в качестве заполнителя, должен складироваться на открытом воздухе в течение нескольких месяцев, чтобы подвергать материал воздействию влаги от естественных осадков и/или распыления воды. Целью такого хранения (старения) является обеспечение потенциально разрушительной гидратации и связанного с ней расширения до использования материала в агрегатных приложениях. Существует широкий диапазон времени, необходимого для адекватного воздействия элементов. Для гидратации расширяющихся оксидов может потребоваться до 18 месяцев.

     

    ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НА ДОРОГЕ И ТРЕБОВАНИЯ К ОБРАБОТКЕ

    Асфальтобетонный заполнитель, гранулированное основание и насыпь или насыпь

    Использование сталелитейного шлака в качестве заполнителя считается стандартной практикой во многих юрисдикциях, включая его использование в гранулированной основе, насыпях, инженерной насыпи, обочинах шоссе и асфальтовых покрытиях с горячими смесями.

    Перед использованием в качестве строительного заполнителя стальной шлак необходимо измельчить и просеять, чтобы он соответствовал установленным требованиям градации для конкретного применения. От переработчика шлака также может потребоваться соблюдение критериев содержания влаги (например, ограничение количества влаги в заполнителе стального шлака перед отправкой на завод по производству горячей асфальтобетонной смеси) и принятие методов обращения с материалами (переработка и складирование), аналогичных используемым в промышленности обычных заполнителей, чтобы избежать потенциальной сегрегации. Кроме того, как отмечалось ранее, перед использованием необходимо решить вопрос о расширении из-за реакций гидратации.

     

    СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ

    Физические свойства

    Агрегаты стального шлака имеют угловатую форму и шероховатую текстуру поверхности. Они имеют высокий объемный удельный вес и умеренное водопоглощение (менее 3 процентов). В Таблице 18-1 перечислены некоторые типичные физические свойства стального шлака.

    Таблица 18-1. Типичные физические свойства стального шлака.

    Собственность Значение
    Удельный вес > 3,2–3,6
    Вес, кг/м 3 (фунт/фут 3 ) 1600 — 1920
    (100 — 120)
    Поглощение до 3%

     

    Химические свойства

    Химический состав шлака обычно выражается в пересчете на простые оксиды, рассчитанные на основе элементного анализа, определяемого с помощью рентгеновской флуоресценции. В Таблице 18-2 перечислены соединения, присутствующие в сталеплавильном шлаке из обычной кислородной печи. Практически все стальные шлаки попадают в эти химические диапазоны, но не все сталелитейные шлаки подходят в качестве заполнителей. Более важное значение имеет минералогическая форма шлака, которая сильно зависит от скорости охлаждения шлака в процессе производства стали.

    Таблица 18-2. Типичный химический состав стального шлака. (4)

    Учредительный Состав (%)
    СаО 40 — 52
    SiO 2 10 — 19
    FeO 10 — 40
    (70 — 80 % FeO, 20 — 30 % Fe2O3)
    MnO 5 — 8
    МдО 5 — 10
    Алюминий 2 О 3 1 — 3
    П 2 О 5 0,5 — 1
    С < 0,1
    Металлический Fe 0,5 — 10

    Скорость охлаждения сталеплавильного шлака достаточно низкая, поэтому обычно образуются кристаллические соединения. Преобладающими соединениями являются двухкальциевый силикат, трехкальциевый силикат, двухкальциевый феррит, мервинит, алюминат кальция, кальциево-магниевый оксид железа и некоторое количество свободной извести и свободной магнезии (периклаз). Относительные пропорции этих соединений зависят от технологии производства стали и скорости охлаждения сталеплавильного шлака.

    Свободные оксиды кальция и магния не полностью расходуются в сталеплавильном шлаке, и в технической литературе существует общее мнение, что гидратация негашеной извести и магнезии при контакте с влагой в значительной степени ответственна за расширение большинства сталеплавильных шлаков (1). 2) Свободная известь быстро гидратируется и может вызвать большие изменения объема за относительно короткий период времени (недели), в то время как магнезия гидратируется гораздо медленнее и способствует долговременному расширению, для развития которого могут потребоваться годы.

    Сталелитейный шлак слабощелочной, с pH раствора обычно в диапазоне от 8 до 10. Однако pH фильтрата из сталелитейного шлака может превышать 11, уровень, который может вызвать коррозию алюминиевых или оцинкованных стальных труб, находящихся в прямом контакте с шлак.

    Туфалоподобные осадки, образующиеся в результате воздействия воды и атмосферы на агрегаты стального шлака, описаны в литературе. Туф представляет собой белый порошкообразный осадок, состоящий в основном из карбоната кальция (CaCO 3 ). Встречается в природе и обычно встречается в водоемах. Осадки туфа, связанные со сталеплавильными шлаками, относятся к фильтрату, смешивающемуся с атмосферным углекислым газом. Свободная известь в стальных шлаках может смешиваться с водой с образованием раствора гидроксида кальция (Ca(OH 2 )). При воздействии атмосферного углекислого газа кальцит (CaCO 3 ) осаждается в виде поверхностного туфа и порошкообразного осадка в поверхностных водах. Сообщалось, что отложения туфа забивают дренажные каналы в системах дорожного покрытия. (5)

    Механические свойства

    Переработанный стальной шлак обладает благоприятными механическими свойствами для использования в качестве заполнителя, включая хорошую стойкость к истиранию, хорошие характеристики прочности и высокую несущую способность. В Таблице 18-3 перечислены некоторые типичные механические свойства стального шлака.

    Таблица 18-3. Типичные механические свойства стального шлака. (3)

    Недвижимость Значение
    Истирание в Лос-Анджелесе (ASTM C131), % 20 — 25
    Сульфат натрия Потеря прочности (ASTM C88), % <12
    Угол внутреннего трения 40° — 50°
    Твердость (измеряется по шкале твердости минералов Мооса)* 6 — 7
    Калифорнийский коэффициент подшипника (CBR), % для верхнего размера 19мм (3/4 дюйма)** до 300
    * Твердость доломита, измеренная по той же шкале, составляет от 3 до 4.
    ** Типичное значение CBR для дробленого известняка составляет 100%.

     

    Тепловые свойства

    Было замечено, что из-за их высокой теплоемкости стальные шлаковые заполнители сохраняют тепло значительно дольше, чем обычные природные заполнители. Теплосберегающие характеристики сталешлаковых заполнителей могут быть полезны при проведении ремонтных работ с горячей асфальтобетонной смесью в холодную погоду.

     

    ССЫЛКИ

    1. ЕГЕЛЬ. Использование стальных шлаковых заполнителей в асфальтобетоне с горячей смесью . Заключительный отчет, подготовленный John Emery Geotechnical Engineering Limited для Технического комитета по сталеплавильному шлаку, апрель 1993 г.

    2. Коллинз, Р. Дж. и С. К. Цисельски. Переработка и использование отходов и побочных продуктов при строительстве автомобильных дорог , Национальная совместная программа исследований автомобильных дорог Синтез практики дорожного движения 199, Совет по исследованиям в области транспорта, Вашингтон, округ Колумбия, 1994 г.

    3. Нурельдин А. С. и Р. С. Макдэниел. «Оценка поверхностных смесей стального шлака и асфальта», представленная на 69-м ежегодном собрании Совета по транспортным исследованиям, Вашингтон, округ Колумбия, январь 1990 г.

    4. Эмери, Дж. Дж. «Использование шлака при строительстве дорожного покрытия», Расширение совокупных ресурсов . Специальная техническая публикация ASTM 774, Американское общество испытаний и материалов, Вашингтон, округ Колумбия, 1982.

    5. Гупта, Дж. Д. и В. А. Кнеллер. Потенциал осаждения заполнителей дорожного полотна . Отчет № FHWA/OH-94/004, подготовленный для Министерства транспорта штата Огайо, ноябрь 1993 г.

     

    [ Асфальтобетон ] [ Гранулированная основа ]

    Предыдущий | Содержание | Следующий

    Комплексный анализ стального шлака как заполнителя для дорожного строительства: экспериментальные испытания и оценка воздействия на окружающую среду

    1. Цзян Ю., Лин Т.-С., Ши С., Пан С.-Ю. Характеристики стальных шлаков и их использование в цементе и бетоне — обзор. Ресурс. Консерв. Переработка 2018;136:187–197. doi: 10.1016/j.resconrec.2018.04.023. [CrossRef] [Google Scholar]

    2. Бранка Т.А., Колла В., Альгермиссен Д., Гранбом Х., Мартини У., Мориллон А., Пьетрак Р., Розендал С. Повторное использование и переработка побочных продуктов в Металлургический сектор: последние достижения, прокладывающие путь к экономике замкнутого цикла и промышленному симбиозу в Европе. Металлы. 2020;10:345. дои: 10.3390/мет10030345. [CrossRef] [Google Scholar]

    3. Mahieux P.-Y., Aubert J.-E., Escadeillas G. Использование выветренного основного кислородного шлака в производстве гидравлических дорожных вяжущих материалов. Констр. Строить. Матер. 2009; 23: 742–747. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2008.02.015. [CrossRef] [Google Scholar]

    4. Дас Б., Пракаш С., Редди П.С.Р., Мисра В.Н. Обзор использования шлака и шлама сталелитейной промышленности. Ресурс. Консерв. Переработка 2007; 50:40–57. doi: 10.1016/j.resconrec.2006.05.008. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

    5. Информационный бюллетень Ассоциации Worldsteel. Сталь и сырье. [(по состоянию на 27 мая 2020 г.)]; Доступно на сайте: www.worldsteel.org/en/dam/jcr:16ad9bcd-dbf5-449f-b42c-b220952767bf/fact_raw%2520materials_2019.pdf

    6. PWC-Metals Steel в 2025 г.: Quo Vadis? [(по состоянию на 31 мая 2020 г.)]; Доступно на сайте: https://www.pwc.com/gx/en/metals/pdf/metals-stahlmarkt-2015.pdf

    7. Shen W., Liu Y., Wu M., Zhang D., Du X ., Чжао Д., Сюй Г., Чжан Б., Сюн Сюн. Экологический проницаемый бетон из углеродистого стального шлака, приготовленный в качестве основного материала Sponge City. Дж. Чистый. Произв. 2020;256:120244. doi: 10.1016/j.jclepro.2020.120244. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

    8. Лай М.Х., Цзоу Дж., Яо Б., Хо Дж.К.М., Чжуан С., Ван К. Улучшение механических свойств и микроструктуры бетона с помощью заполнителя сталешлакового конвертера. Констр. Строить. Матер. 2021;277:122269. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2021.122269. [CrossRef] [Google Scholar]

    9. Статистика грузовых перевозок Евростата — объяснение статистики. [(по состоянию на 4 февраля 2021 г.)]; Доступно онлайн: https://ec.europa.eu/eurostat/statistics-explained/index.php/Freight_transport_statistics

    10. Европейская ассоциация производителей асфальта (EAPA) Асфальт в цифрах, 2019 г. [(по состоянию на 15 января 2021 г.)]; Доступно в Интернете: https://eapa.org/wp-content/uploads/2020/12/Asphalt-in-figures_2019.pdf

    11. Касс Д., Мукерджи А. Расчет выбросов парниковых газов при строительстве дорог с использованием Гибридный подход к оценке жизненного цикла: пример эксплуатации дорожного покрытия. Дж. Констр. англ. Управление 2011; 137:1015–1025. doi: 10.1061/(ASCE)CO.1943-7862.0000349. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

    12. Цзян Р., Ву П. Оценка воздействия дорог на окружающую среду посредством оценки жизненного цикла: критический обзор и будущие направления. трансп. Рез. часть трансп. Окружающая среда. 2019;77:148–163. doi: 10.1016/j.trd.2019.10.010. [CrossRef] [Google Scholar]

    13. Боноли А., Дельи Эспости А., Магрини К. Пример промышленного симбиоза для сокращения выбросов парниковых газов: анализ эффективности и ОЖЦ асфальтобетонов, изготовленных с использованием заполнителей переработанного асфальта и стальных шлаков. Фронт. Матер. 2020;7 дои: 10.3389/fmats.2020.572955. [CrossRef] [Google Scholar]

    14. Poulikakos L.D., Papadaskalopoulou C., Hofko B., Gschösser F., Cannone Falchetto A., Bueno M., Arraigada M., Sousa J., Ruiz R., Petit C. , и другие. Использование неизведанного потенциала европейских отходов для дорожного строительства. Ресурс. Консерв. Переработка 2017; 116:32–44. doi: 10.1016/j.resconrec.2016.09.008. [CrossRef] [Google Scholar]

    15. Европейская комиссия «Озеленение европейской добывающей промышленности». [(по состоянию на 4 февраля 2021 г.)]; Доступно онлайн: https://ec.europa.eu/environment/ecoap/about-eco-innovation/policies-matters/eu/597_en

    16. Тейон-Лопес-Суасо Э., Вега-Заманильо А., Кальсада-Перес М.А., Роблес-Мигель А. Использование переработанных заполнителей из отходов строительства и сноса в устойчивых слоях основания дорог. Устойчивость. 2020;12:6663. doi: 10.3390/su12166663. [CrossRef] [Google Scholar]

    17. Сун Дж., Белятинский А., Краюшкина К., Акмальдинова О. Успехи исследований сталешлакоасфальтобетона. Веб-конференция E3S. 2020;175:11014. doi: 10.1051/e3sconf/202017511014. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

    18. Амелиан С., Маниан М., Абтахи С.М., Голи А. Оценка чувствительности к влаге и механических характеристик теплой асфальтобетонной смеси, содержащей побочный стальной шлак. Дж. Чистый. Произв. 2018; 176: 329–337. doi: 10.1016/j.jclepro.2017.12.120. [CrossRef] [Google Scholar]

    19. Li S., Xiong R., Zhai J., Zhang K., Jiang W., Yang F., Yang X., Zhao H. Прогресс исследований сопротивления скольжению основного кислорода Печь (конвертерный) Шлак Асфальтовые Смеси. Материалы. 2020;13:2169. doi: 10.3390/ma130. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

    20. Теир С., Елонева С., Фогельхольм С.-Дж., Зевенховен Р. Растворение сталеплавильных шлаков в уксусной кислоте для производства осажденного карбоната кальция. Энергия. 2007; 32: 528–539. doi: 10.1016/j.energy.2006.06.023. [CrossRef] [Google Scholar]

    21. Дин Ю.-К., Ченг Т.-В., Лю П.-К., Ли У.-Х. Исследование обработки конвертерного шлака для замены мелкого заполнителя в бетоне. Констр. Строить. Матер. 2017; 146: 644–651. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2017.04.164. [CrossRef] [Академия Google]

    22. Chen Z., Wu S., Xiao Y., Zeng W., Yi M., Wan J. Влияние гидратации и силиконовой смолы на шлак кислородной печи и его асфальтовую смесь. Дж. Чистый. Произв. 2016;112:392–400. doi: 10.1016/j.jclepro.2015.09.041. [CrossRef] [Google Scholar]

    23. Kambole C., Paige-Green P., Kupolati W.K., Ndambuki J.M., Adeboje A.O. Основной кислородный шлак для дорожных покрытий: обзор характеристик и характеристик материала для эффективного использования в Южной Африке. Констр. Строить. Матер. 2017; 148: 618–631. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2017.05.036. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

    24. Кумар Х., Варма С. Обзор использования сталелитейного шлака в асфальтобетонной смеси. Междунар. Дж. Тротуар Рез. Технол. 2021; 14: 232–242. doi: 10.1007/s42947-020-0025-0. [CrossRef] [Google Scholar]

    25. Дайоглу А.Ю., Айдилек А.Х., Цетин Б. Предотвращение набухания и снижение щелочности стальных шлаков, используемых в дорожной инфраструктуре. трансп. Рез. Рек. 2014;2401:52–57. дои: 10.3141/2401-06. [CrossRef] [Google Scholar]

    26. Чен З., Се Дж., Сяо Ю., Чен Дж., Ву С. Характеристики связывания между шлаком кислородной печи и битумным вяжущим. Констр. Строить. Матер. 2014;64:60–66. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2014.04.074. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

    27. Чауран П., Роуз Дж., Домас Дж., Боттеро Ж.-Ю. Состав Cr и V в сталеплавильном шлаке конвертерного производства, повторно используемом в дорожном строительстве. Дж. Геохим. Исследуйте. 2006; 88: 10–14. doi: 10.1016/j.gexplo.2005.08.006. [CrossRef] [Google Scholar]

    28. Эстер Л.-А., Педро Л.-Г., Ирунэ И.-В., Херардо Ф. Комплексный анализ воздействия стального шлака электродуговой печи на асфальтовые смеси на окружающую среду. . Дж. Чистый. Произв. 2020;275:123121. doi: 10.1016/j.jclepro.2020.123121. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

    29. Амери М., Бехнуд А. Лабораторные исследования по изучению свойств смесей CIR, содержащих стальной шлак в качестве заменителя первичных заполнителей. Констр. Строить. Матер. 2012; 26: 475–480. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2011.06.047. [CrossRef] [Google Scholar]

    30. Вэнь Х., Ву С., Бхусал С. Оценка эффективности асфальтобетонных смесей, содержащих заполнитель стального шлака, как мера сопротивления износу шипованных шин. Дж. Матер. Гражданский англ. 2016;28:04015191. doi: 10.1061/(ASCE)MT.1943-5533.0001475. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

    31. Харитонов В., Тихонов Ю. Использование нетрадиционных заполнителей в горячем асфальтобетоне. Балт. Дж. Роуд-Бридж, инженер. 2014; 9: 276–282. doi: 10.3846/bjrbe.2014.34. [CrossRef] [Google Scholar]

    32. Амир К., Мортеза Дж., Аболфазл Х. Оценка усталостного поведения асфальтобетонных смесей, содержащих стальные шлаки электродуговой печи (ЭДП) и кислородной печи (КК), подвергнутые длительному старению. Констр. Строить. Матер. 2015;7:105–120. [Google Scholar]

    33. Конг Д., Чен М., Се Дж., Чжао М., Ян С. Геометрические характеристики крупного заполнителя конвертерного шлака и их влияние на асфальтобетон. Материалы. 2019;12:741. doi: 10.3390/ma12050741. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

    34. Xie J., Wu S., Zhang L., Xiao Y., Ding W. Оценка вредного потенциала и нагревательных характеристик основного шлака кислородной печи На основе лабораторных исследований и исследований на месте во время крупномасштабного повторного использования. Дж. Чистый. Произв. 2016; 133:78–87. doi: 10.1016/j.jclepro.2016.05.106. [CrossRef] [Google Scholar]

    35. Xue Y., Wu S., Hou H., Zha J. Экспериментальное исследование основного кислородного шлака, используемого в качестве заполнителя в асфальтовой смеси. Дж. Азар. Матер. 2006; 138: 261–268. doi: 10.1016/j.jhazmat.2006.02.073. [PubMed] [CrossRef] [Академия Google]

    36. Анастасиу Э.К., Ляпис А., Папайянни И. Сравнительная оценка жизненного цикла бетонных дорожных покрытий с использованием промышленных побочных продуктов в качестве альтернативных материалов. Ресурс. Консерв. Переработка 2015; 101:1–8. doi: 10.1016/j.resconrec.2015.05.009. [CrossRef] [Google Scholar]

    37. Феррейра В.Х., Саес-де-Гиноа Вилаплана А., Гарсия-Арминголь Т., Аранда-Усон А., Лаусин-Гонсалес К., Лопес-Сабирон А.М., Феррейра Г. Оценка Внедрение сталешлаковых заполнителей в качестве крупного заполнителя для дорожного строительства: технические требования и оценка воздействия на окружающую среду. Дж. Чистый. Произв. 2016; 130:175–186. doi: 10.1016/j.jclepro.2015.08.094. [CrossRef] [Google Scholar]

    38. EN 933-2. Испытания геометрических свойств заполнителей. Часть 2. Определение гранулометрического состава. Испытательные сита, номинальный размер отверстий. BSI-британский институт стандартов; Лондон, Великобритания: 1996. [Google Scholar]

    39. UNE-EN . 13108-1 Битумные смеси. Спецификации материалов. Часть 1. Асфальтобетон. АЕНОР; Мадрид, Испания: 2008. [Google Scholar]

    40. Чен З., Ву С., Сяо Ю., Чжао М., Се Дж. Технико-экономическое обоснование конвертерного шлака, содержащего сотовые частицы, в асфальтовой смеси. Констр. Строить. Матер. 2016;124:550–557. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2016.07.128. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

    41. Ministryio de Obras Públicas Pliego de Preinscripciones Técnicas Generales Para Obras de Carreteras y Puentes (PG-3) [(по состоянию на 25 апреля 2020 г.)]; Доступно на сайте: http://www.carreteros.org/normativa/pg3/pg3.htm

    42. Линь Д.-Ф., Чоу Л.-Х., Ван Ю.-К., Луо Х.-Л. . Оценка эффективности испытательной асфальтобетонной дороги, частично вымощенной промышленными отходами — шлаком кислородной печи. Констр. Строить. Матер. 2015;78:315–323. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2014.12.078. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

    43. Стандарт 6.1 Ministryo de Obras Públicas: Тротуары. [(по состоянию на 1 апреля 2021 г.)]; Доступно на сайте: http://www.carreteros.org/normativa/firmes/6_1ic/indice.htm

    44. Видаль Р., Молинер Э., Мартинес Г., Рубио М.К. Оценка жизненного цикла горячей асфальтовой смеси и теплой асфальтовой смеси на основе цеолита с регенерированным асфальтовым покрытием. Ресурс. Консерв. Переработка 2013;74:101–114. doi: 10.1016/j.resconrec.2013.02.018. [CrossRef] [Google Scholar]

    45. Джани М.И., Дотелли Г., Брандини Н., Зампори Л. Сравнительная оценка жизненного цикла асфальтовых покрытий с использованием восстановленного асфальта, технологии теплой смеси и холодной переработки на месте. Ресурс. Консерв. Переработка 2015; 104: 224–238. doi: 10.1016/j.resconrec.2015.08.006. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

    46. Мозаффари С., Гасеми Х., Чуков П. , Чарнецкий Дж., Наземифард Н. Лабораторные системы на чипе для определения характеристик асфальтенов: обзор последних достижений. Энергетическое топливо. 2021; 35: 9080–9101. doi: 10.1021/acs.energyfuels.1c00717. [CrossRef] [Google Scholar]

    47. Пуччини М., Леандри П., Таска А.Л., Пистонеси Л., Лоса М. Повышение экологической устойчивости малошумных дорожных покрытий: сравнительная оценка жизненного цикла утеплителя на основе регенерированного асфальта и резиновой крошки Микс технологий. Покрытия. 2019;9:343. doi: 10.3390/coatings

    43. [CrossRef] [Google Scholar]

    48. Huang Y., Bird N.R. Кандидат наук. Тезис. Университет Ньюкасла; Ньюкасл-апон-Тайн, Великобритания: 2007 г. Оценка жизненного цикла использования переработанных материалов в асфальтовых покрытиях. [Google Scholar]

    49. Гасеми С., Коста Г., Зингаретти Д., Бэблер М.У., Бачиокки Р. Сравнительная оценка жизненного цикла шламовой и влажной ускоренной карбонизации конвертерного шлака. Энергетическая процедура. 2017;114:5393–5403. doi: 10.1016/j.egypro.2017.03.1675. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

    50. ИСО 14040:2006. Экологический менеджмент—Оценка жизненного цикла—Принципы и структура. ИСО; Женева, Швейцария: 2006 г. [Google Scholar]

    51. Инвентаризация жизненного цикла битума Европейской битумной ассоциации. [(по состоянию на 2 марта 2021 г.)]; Доступно в Интернете: https://www.eurobitume.eu/fileadmin/Feature/LCI/EUB2975.001_LCI_Update_2020_01_LR_pages.pdf

    52. МГЭИК — Межправительственная группа экспертов по изменению климата. [(по состоянию на 30 мая 2021 г.)]; Доступно в Интернете: https://www.ipcc.ch/

    53. Скаф М., Ортега-Лопес В., Фуэнте-Алонсо Х.А., Сантамария А., Мансо Х.М. Шлак ковшовой печи в асфальтовых смесях. Констр. Строить. Матер. 2016; 122: 488–495. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2016.06.085. [CrossRef] [Google Scholar]

    54. Ву Ю., Паркер Ф., Кандхал П.С. Совокупные испытания на ударную вязкость/стойкость к истиранию и долговечность/звукостойкость, связанные с характеристиками асфальтобетона в дорожном покрытии. трансп. Рез. Рек. 1998;1638:85–93. дои: 10.3141/1638-10. [CrossRef] [Google Scholar]

    55. Докич О., Матович В., Эрик С., Шарич К. Влияние инженерных свойств на стоимость полированного камня (PSV): тематическое исследование основных магматических пород из Сербии. Констр. Строить. Матер. 2015;101:1088–1096. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2015.10.033. [CrossRef][Google Scholar]

    56. Аси И.М. Оценка сопротивления скольжению различных асфальтобетонных смесей. Строить. Окружающая среда. 2007; 42: 325–329. doi: 10.1016/j.buildenv.2005.08.020. [CrossRef] [Google Scholar]

    57. Букети М.Н., Дескантес Ю., Барсело Л., Де Ларрар Ф., Клаво Б. Автоматическое измерение свойств заполнителя: Часть 2 — Индекс чешуйчатости. Матер. Структура 2006; 39:13–19. doi: 10.1617/s11527-005-9002-y. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

    58. Хуссан С., Камаль М.А., Хафиз И., Фарук Д., Ахмад Н., Ханзада С. Статистическая оценка факторов, влияющих на лабораторную восприимчивость асфальтобетонных смесей к колееобразованию. Междунар. Дж. Тротуар Инж. 2019;20:402–416. doi: 10.1080/10298436.2017.1299527. [CrossRef] [Google Scholar]

    59. Fladvad M., Aurstad J., Wigum B. Сравнение практики использования заполнителей в дорожном строительстве — результаты международного исследования. КПР Пресс; Бока-Ратон, Флорида, США: 2017. с. 570. [Google Академия]

    60. Xue Y., Yang J., Liu Z., Wang Z., Liu Z., Li Y., Zhang Y. Модификатор дорожного асфальта, получаемый при совместной переработке шлама FCC с углем. Катал. Сегодня. 2004; 98: 333–338. doi: 10.1016/j.cattod.2004.07.046. [CrossRef] [Google Scholar]

    61. Зоороб С.Э., Супарма Л.Б. Лабораторный дизайн и исследование свойств асфальтобетона с непрерывным гранулометрическим составом, содержащего переработанный пластиковый заполнитель (Plastiphalt) Cem. Конкр. Композиции 2000; 22: 233–242. doi: 10.1016/S0958-9465(00)00026-3. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

    62. Тран Н., Тернер П., Шэмбли Дж. Улучшенное уплотнение для повышения долговечности и продления срока службы дорожного покрытия: обзор литературы. Национальный центр технологии асфальта; Оберн, Алабама, США: 2016. [Google Scholar]

    63. Ван Х., Ван З., Беннер Т., Виид Р. Корректировка заработной платы HMA. Менеджер исследовательского проекта NJDOT; Нью-Джерси, штат Нью-Джерси, США: 2015. [Google Scholar]

    Металлургический шлак — экономически и экологически целесообразный для дорожного и гражданского строительства

    Dr. L R Manjunatha , AVP, JSW Cement и почетный председатель Индийского института бетона, Бангалорский центр, и D Сатиш Кумар , R&D, JSW Steel, Bellary, представляют последние разработки и инновации в технологиях обработки для разработки экологически чистых шлаковых агрегатов в сталелитейной промышленности. .

    С постоянно растущим спросом на сырье для дорог и строительства, что приводит к безудержному освоению природных ресурсов, экологический баланс окружающей среды находится под постоянным давлением. Следовательно, существует острая необходимость в сохранении драгоценных природных ресурсов и поиске новых материалов для этой цели. Некоторые из осуществимых и экономичных решений, появившихся в результате длительных исследований, заключаются в повторном использовании отходов промышленных процессов путем рециркуляции или переработки. Содействие использованию чугуна и сталеплавильного шлака в качестве замены заполнителей в дорожном и гражданском строительстве представляет собой отличный пример успеха, соответствующий этим целям.

    Шлаки являются основными отходами, образующимися при производстве чугуна и стали в сталелитейной промышленности. Сталелитейные заводы производят около 400-500 кг общего шлака на тонну произведенной стали. Шлаки образуются на двух разных стадиях производства стали: производство чугуна и производство стали, известные как доменный шлак и сталелитейный шлак соответственно. Эти шлаки находятся в жидком состоянии и затвердевают на воздухе после сброса в яму или гранулируются ударной струей воды. Шлаки с воздушным охлаждением имеют больший размер (> 10 мм), поэтому требуют дробления и калибровки и аналогичны крупным заполнителям. Водные гранулированные шлаки имеют размер, близкий к речному песку и/или мелкому заполнителю. Из-за высоких температур (около 1500°С) при их образовании шлаки не содержат органических веществ, оболочек, глины и т.д., что является ключевым преимуществом.

    Шлаковые заполнители могут использоваться в качестве строительного материала в несвязанных применениях (где заполнитель не связан), а также в связанных применениях (смеси, которые содержат вяжущие вещества, такие как цемент, битум или вещество, обладающее вяжущими свойствами при контакте с водой) . До недавнего времени шлаки не использовались регулярно в гражданском строительстве из-за доступности природных материалов, недостаточной осведомленности об их преимуществах, отсутствия руководств и ограниченных методов обработки шлаков.

    Благодаря многочисленным исследованиям, опубликованным в недавнем прошлом по долговечности и долгосрочному влиянию использования шлака на дорогах и строительстве, а также внедрению в IS-383, в настоящее время хорошо известно, что переработанный шлак можно использовать в качестве безопасной замены природного заполнителя. для дорог и гражданского строительства. Использование шлаковых заполнителей в строительстве восходит к римлянам, которые использовали дробленый шлак от производства сырого железа для строительства своих дорог. Шлак особенно полезен в качестве заполнителя из-за его высокой механической прочности, которая превосходит многие природные заполнители. В целом свойства шлаковых заполнителей из чугуна и стали сравнимы со свойствами природного заполнителя. В некоторых конкретных случаях шлаковые заполнители даже превосходят природные заполнители. Вопреки прежней концепции, шлак чугуна и стали больше не является отходом, а представляет собой полезный продукт, способный способствовать экологическому балансу и экономической выгоде.

    Чугунный шлак с воздушным охлаждением: крупные и мелкие заполнители
    Доменный шлак с воздушным охлаждением можно определить как материал, образующийся в результате затвердевания расплавленного доменного шлака в атмосферных условиях. Полученный таким образом шлак имеет форму больших валунов. Шлак доменной печи с воздушным охлаждением может быть измельчен, просеян и непосредственно использован в качестве крупного заполнителя для дорог и оснований, асфальтового покрытия, железнодорожного балласта, свалок и бетонного заполнителя. Затвердевший шлак имеет пузырчатую структуру с закрытыми порами. Шлак доменной печи с воздушным охлаждением обладает такими же механическими свойствами, как и у природного заполнителя, такими как хорошая стойкость к истиранию, хорошие характеристики прочности, высокая несущая способность и т. д. Этот шлак также может быть измельчен до мелких размеров с помощью импактора с вертикальным валом и просеян для преобразования его в мелкую фракцию. агрегат. На рис. 1 показаны агрегаты грубой и тонкой очистки с воздушным охлаждением. Этот легкий песок идеально подходит для штукатурных работ и соответствует IS-2116 (песок для кладочных растворов) и IS-1542 (песок для штукатурки).

    Рисунок 1: Крупный и мелкий заполнитель с воздушным охлаждением из железных шлаков

    Гранулированный железный шлак: Мелкий заполнитель
    Технология грануляции шлака производства железа регулярно используется для преобразования его в стеклообразные гранулы для использования в производстве шлакопортландцемента вместе с клинкером. В последнее время также разработан молотый гранулированный шлак (GGBFS) с использованием гранулированного шлака для использования в качестве замены обычного портландцемента производителями товарного бетона (RMC). Однако увеличение производства стали и снижение потребления цементной промышленностью вынуждают производителей стали искать альтернативные варианты применения. Гранулированный доменный шлак (GBS) физически подобен песку, но имеет низкую плотность и проблемы с прочностью при непосредственном использовании в бетоне и, следовательно, не используется в качестве замены речного песка.

    Рисунок 2: Шлаковый песок для производства чугуна

    Здесь важно отметить, что требования к свойствам гранулированного шлака для использования в цементе и в качестве заполнителя различны. Шлаки для производства цемента требуют высокого содержания стеклообразной фазы (>90%), тогда как шлаки для использования в качестве мелкого заполнителя должны иметь достаточную плотность (>1400 кг/м3) или удельный вес (>2,5). Это стандартное свойство для удовлетворения требований к весу в кубических метрах бетона. В компании JSW Steel была разработана новая технология обработки [6] для преобразования этого шлака в мелкий заполнитель для использования в качестве 100% замены речного песка в строительных целях. Эта многоступенчатая обработка включает изменение структуры и формы гранул шлака. Шаг 1 включает оптимизацию параметров грануляции для получения гранул без пор, а второй шаг изменяет форму и распределение по размерам с использованием импактора с вертикальным валом и набора сит. На рис. 2 показан шлаковый песок, полученный из гранулированного шлака.

    Переработанный гранулированный доменный шлак (PGBS) был похож на 100% настоящий речной песок. Установлено, что прочность, долговечность и удобоукладываемость бетона с переработанным гранулированным доменным шлаком (ОГШШ) соответствуют нормативным требованиям кубических испытаний. JSW Steel стала первым сталелитейным заводом в стране, который начал продавать переработанный гранулированный шлак или шлаковый песок вместо речного песка.

    Стальной шлак с воздушным охлаждением: крупный и мелкий заполнитель
    Сталеплавильный шлак с воздушным охлаждением из конвертерного конвертера (основная кислородная печь) или электродуговой печи (электродуговая печь) — двух широко используемых процессов производства стали — составляет 75-80% от общего количества шлака, образующегося в процессе производства стали. Эти стальные шлаки представляют собой плотный материал, похожий на камень, и могут превосходить природные заполнители с точки зрения сопротивления раздавливанию, сопротивления скольжению, долговечности и адгезии.

    Однако различия в составе, размерах и компонентах извлечения требуют различной обработки сталеплавильных шлаков конвертерного и электродугового производства. Конвертерный шлак из-за объемной нестабильности в присутствии воды, тогда как более высокая плотность и неправильная форма ЭДП ограничивают его применение. Эти опасения также были решены производителями стали при разработке парового старения конвертерных шлаков и использовании ударных элементов для шлаков ЭДП. Все стальные шлаки неизбежно подвергаются дроблению, магнитному сепаратору и грохотам для извлечения металлов. Этот процесс металлического разделения разбивает шлак на разные размеры. В качестве крупных заполнителей могут использоваться шлаки крупностью 10-20 мм, 20-40 мм и 40-80 мм. На заводе JSW steel было проведено несколько экспериментов для оценки свойств бетона, изготовленного из крупного сталелитейного шлака (как состаренного конвертерного, так и электродугового) в качестве крупного заполнителя. Эти эксперименты включают водопоглощение, щелочно-кремнеземную реакцию, устойчивость к деградации и прочность заполнителей, а также механические свойства образцов бетона, такие как прочность на сжатие, прочность на изгиб, прочность на растяжение и модуль упругости. Не только бетон, но и шлаки также могут использоваться для дорожного строительства в виде гранулированного основания, сухого тощего бетона и асфальтобетонных смесей.

    Стальные шлаки рекомендуется использовать в слоях износостойкого асфальта в качестве щебня. Исследования также показали, что разбавление сталелитейного шлака инертными материалами, такими как гравий и песок, может снизить вероятность набухания и может использоваться в качестве структурного наполнителя насыпей свалок. Поверхности дорожного покрытия, содержащие стальной шлак, показали лучшие характеристики скольжения, чем асфальтовые покрытия, содержащие натуральные заполнители.

    Компания JSW Steel разработала новую методологию обработки для преобразования измельченного металлургического шлака в мелкий заполнитель для замены речного песка. В разработанном процессе измельченный шлак подвергается воздействию импактора с вертикальным валом для контроля размера и изменения его формы с угловатой на округлую. Размер и форма перерабатываемых частиц шлака регулируются скоростью подачи и частотой вращения ротора. Далее продукт подвергается воздушному сепаратору для отделения ультратонких фракций (< 75 мкм). Разработанный сталешлаковый песок соответствует спецификациям для мелких заполнителей. Кубические испытания, проведенные с использованием разработанного стального шлака в качестве мелкого заполнителя, показали повышенную прочность по сравнению с речным песком благодаря его более высокой плотности. На рис. 3 показаны крупнозернистые и мелкие заполнители из железных шлаков с воздушным охлаждением.

    Рисунок 3: Крупный и мелкий заполнитель с воздушным охлаждением из сталелитейного шлака

    Гранулированный стальной шлак: Мелкий заполнитель
    Недавно были разработаны новые технологии грануляции водой (закрытая система) и распыления (открытая система), которые в полном объеме применяются производителями стали для гранулирования сталеплавильного шлака. Эти технологии помогают в разделении металла и шлака, а также вымывают свободную известь и MgO. Внезапная закалка расплавленного шлака приводит к неравномерному сжатию металла и шлака и приводит к их хорошему разделению. Полученный гранулированный шлак обладает хорошей стабильностью, размером и контролем формы с высоким содержанием стекла.

    Рисунок 4: Песок из сталеплавильного шлака

    Гранулированные сталелитейные шлаки успешно используются в качестве 100% замены мелкодисперсных природных заполнителей на дорогах. Как сталеплавильный, так и доменный шлаки успешно используются для герметизации распылением и асфальта. В настоящее время хорошо известно, что стальной шлак можно перерабатывать в крупный или мелкий заполнитель для использования в плотных и крупнозернистых горячих асфальтобетонных покрытиях, а также в холодных смесях или для обработки поверхностей. На рис. 4 показан шлаковый песок, полученный из гранулированной стали. шлак.

    Как правило, сталелитейные шлаки тяжелее, чем железошлаки, из-за более высокого содержания Fe, и, следовательно, комбинация доменных шлаков и стальных шлаков оказалась подходящей для многих применений, где ограничение по весу бетона не является обязательным. беспокойство. В последнее время основное внимание металлургических заводов уделяется переработке и управлению качеством продуктов из шлаков железа и стали, соответствующих широкому спектру гражданских применений. После длительных испытаний и исследований шлаковые продукты соответствуют экологическим стандартам во многих странах и широко используются в различных областях, при этом шлаковые продукты занимают значительную долю рынка.

    Ключевые характеристики и области применения шлаков железа и стали в цементе и строительстве показаны в таблице 1. В индийском контексте растет признание шлаков в качестве замены в дорожном и гражданском строительстве.

    Таблица 1: Характеристики и применение шлаков
    Шлак Состояние Характеристики Приложения
    Производство чугуна / доменный шлак Шлак с воздушным/водяным охлаждением Размер, высокая прочность и отсутствие щелочно-агрегатной реакции Крупный заполнитель для бетона
    Размер, высокая прочность и гидравлические свойства Крупный заполнитель для дорог
    Теплоизоляция Сырье для минеральной ваты
    Компонент удобрения (CaO, SiO2) Удобрение
    Гранулированный шлак Вяжущие фазы и сильное скрытое гидравлическое свойство Производство клинкера
    Смеси для шлакоцемента и бетона
    Скрытые гидравлические свойства, большой угол внутреннего трения и большая водопроницаемость Материал для строительных работ и материал для улучшения грунта
    Размер и отсутствие примесей Мелкий заполнитель для бетона
    Легкий вес Мелкий заполнитель для раствора и штукатурки
    Компонент удобрения (CaO, SiO2) Удобрение и улучшение почвы
    Сталеплавильный шлак С воздушным охлаждением и магнитным разделением Твердое, износостойкое и гидравлическое свойство Заполнитель для асфальтовых и бетонных дорог
    Большой угол внутреннего трения и высокая прочность Заполнители для строительных фундаментов и инженерных работ, материал для улучшения грунта
    Гранулированные и магнитно-сепарированные Хорошие гидравлические свойства и содержит (CaO, SiO2, MgO, FeO) Сырье для клинкера
    Подмешивающий материал для шлакоцемента
    Улучшитель характеристик и краситель для цемента
    Размер, прочность и отсутствие примесей Материал для строительных работ и материал для улучшения грунта
    Размер, прочность и отсутствие примесей Мелкий заполнитель для дорог и бетона, а также в качестве щебня

    Заключение
    Железные и сталелитейные шлаки являются экономически выгодным и экологически приемлемым альтернативным материалом для замены природных заполнителей в дорогах и гражданских сооружениях. Эффективное использование этих материалов имеет огромный экономический эффект, сохранение природных ресурсов и выгодную переработку побочных продуктов процесса. Должны быть предприняты совместные усилия и инвестиции в исследования для разработки и проверки использования продуктов на основе шлака в различных инновационных областях применения. Благодаря совместным усилиям всех заинтересованных сторон, работающих вместе для максимального использования этого постоянно растущего ресурса, шлаковые продукты, повышающие устойчивость промышленности и окружающей среды, могут превратиться в настоящую историю успеха.

    Использование диоксида углерода при отверждении или смешивании бетона может не принести чистую пользу для климата

    Резюме

    Улавливание и использование углерода для производства бетона (бетон CCU), по оценкам, связывает от 0,1 до 1,4 гигатонн диоксида углерода (CO 2 ) к 2050 году. Однако существующие оценки не учитывают воздействие CO 2 в результате улавливания, транспортировки и использования CO 2 , изменение прочности на сжатие в бетоне CCU, а также неопределенность и изменчивость в процессах производства бетона CCU. С учетом этих факторов мы определяем чистый CO 2 преимущество, когда бетон CCU производится из CO 2 отверждения и смешивания заменителей обычного бетона. Результаты демонстрируют более высокую вероятность того, что чистая выгода CO 2 от бетона CCU будет отрицательной, т. е. имеется чистое увеличение CO 2 в 56–68 из 99 опубликованных наборов экспериментальных данных в зависимости от источника CO 2 . Обеспечение увеличения прочности на сжатие за счет отверждения и смешивания CO 2 и снижения потребления электроэнергии в CO 2 отверждение являются многообещающими стратегиями увеличения чистой выгоды CO 2 от бетона CCU.

    Введение

    Улавливание и использование двуокиси углерода (CO 2 ) для производства экономически выгодных продуктов дает двойное преимущество: смягчение последствий изменения климата и производство экономически выгодных продуктов 1 . Среди продуктов, которые потенциально могут использовать CO 2 , бетон предлагает несколько преимуществ, включая (i) термодинамически благоприятный механизм реакции 2,3 для секвестрации CO 2 в виде карбонатов кальция или магния 4,5 в обычном портландцементе (OPC) 6,7 (ii) длительной секвестрации CO 2 в виде стабильной карбоната по истечении срока службы инфраструктуры (> 60 лет) (iii) значительный потенциал секвестрации из-за общего и ожидаемого роста мирового производства цемента для удовлетворения растущего спроса 8 . Бетон вместе с заполнителями и химическими веществами/топливом являются конечными продуктами, способными связывать максимальное количество CO 2 (в гигатоннах) 1,3 .

    Множественные новые подходы, такие как карбонизация переработанных бетонных заполнителей 9 , CO 2 секвестрация в альтернативных вяжущих на основе MgO 10 , CO 2 Растворение CO 2 в воде для затворения 13,14 были исследованы для использования CO 2 в бетоне. Тем не менее, это исследование сосредоточено на двух подходах CO 2 смешивание и отверждение CO 2 , поскольку они более подробно анализируются и применяются для использования CO 2 в бетоне (Дополнительная информация (SI) Раздел 2). При смешивании CO 2 высокочистый СО 2 впрыскивается в свежий бетон во время дозирования и смешивания. CO 2 связывается с клинкером из силиката кальция в OPC с образованием наноразмерных частиц CaCO 3 15,16 . При отверждении CO 2 CO 2 используется в качестве отвердителя 5 для ускорения производства сборного железобетона. Обзор исследований отверждения и смешивания CO 2 показывает, что потенциал поглощения CO 2 при отверждении CO 2 в сборных железобетонных изделиях значительно выше, чем при смешивании CO 2 (дополнительный рисунок  6).

    Распространенным предположением, мотивирующим исследовательский и коммерческий интерес к бетону CCU, является то, что поглощение CO 2 во время твердения и перемешивания 17,18,19,20 бетона CCU снижает содержание CO 2 шихта бетонного производства. Расчеты показывают, что к 2050 г. 1,3 в бетоне может быть утилизировано 0,1–1,4 гигатонн CO 2 . Однако обзор литературы (раздел 13 SI) показывает, что эти оценки не основаны на комплексной оценке, учитывающей изменение прочности бетона на сжатие в результате использования CO 2 ; влияние CO 2 на улавливание, транспортировку и утилизацию CO 2 ; выбросы CO 2 в результате компенсации энергетического штрафа CO 2 улавливание и производство дополнительных вяжущих материалов (ВВМ), которые являются побочными продуктами производства угольной электроэнергии и чугуна; неопределенность и изменчивость данных инвентаризации и параметров процесса; и не всегда могут быть основаны на первичных экспериментальных данных, которые необходимы для надежной оценки жизненного цикла CO 2 .

    CO 2 отверждение может снизить прочность на сжатие бетона CCU по сравнению с обычным бетоном. Например, обзор 99 наборов экспериментальных данных из существующей литературы показывают, что бетон CCU имеет более низкую прочность на сжатие, чем обычный бетон в 31 наборе данных (SI, раздел 2, дополнительный рисунок 3). В таких случаях для бетона CCU потребуется большее количество OPC, чем для обычного бетона, чтобы обеспечить такую ​​​​же прочность на сжатие. Производство OPC является основным источником выбросов CO 2 . Таким образом, повышенное содержание ФОС в рецептуре бетона приводит к увеличению выбросов CO 2 от предшествующих процессов производства цемента, что может перевешивать пользу от CO 2 захвачен и используется в производстве бетона.

    Кроме того, влияние CO 2 бетона CCU трудно обобщить из-за отсутствия согласованности в границах и объеме анализа. Например, энергия, связанная с улавливанием и переносом CO 2 , включена в одни исследования 21 и исключена из других 20,22,23 . Кроме того, неопределенность и изменчивость данных и параметров процесса, которые типичны для ранних стадий НИОКР, влияют на экологическую оценку новых технологий, таких как бетон CCU 24,25,26,27,28 . Оценка жизненного цикла (LCA) бетона CCU основывается на точечных значениях параметров процесса, а не на распределении параметров, что обеспечивает более реалистичное представление неопределенности и изменчивости 16,21 . Неспособность учесть неопределенность на ранних стадиях развития технологии может помешать исследовательским усилиям по устранению горячих точек и увеличить выгоду CO 2 от бетона CCU 25,26 . Оценка неопределенности на ранних этапах разработки технологии может определить параметры процесса и товарно-материальные запасы, которые вносят наибольший вклад в выбросы CO 9 .0204 2 бремя бетона CCU и, таким образом, помочь определить исследовательские стратегии, которые наиболее эффективны в решении горячих точек.

    Чтобы решить эти проблемы, мы просматриваем 99 наборов данных из 19 публикаций, чтобы определить диапазон потенциальной чистой выгоды CO 2 , связанной с бетоном CCU. Чистая выгода CO 2 определяется как разница между воздействием на весь жизненный цикл CO 2 производства обычного бетона и производством бетона CCU с помощью CO 2 отверждение или CO 2 смешивание. Чистая выгода CO 2 учитывает воздействие жизненного цикла CO 2 13 предшествующих процессов по улавливанию, транспортировке и утилизации CO 2 , а также производству и транспортировке материалов, используемых в бетоне. Чистая выгода CO 2 учитывает любые изменения в прочности на сжатие, когда бетон CCU производится путем отверждения CO 2 или смешивания CO 2 . Мы проводим анализ чувствительности, состоящий из анализа графика рассеяния и независимого от момента анализа чувствительности 25,29,30 для определения ключевых процессов с наиболее значительным влиянием на чистую выгоду от CO 2 .

    Результаты и обсуждение

    Наглядный пример: чистые выбросы CO

    2 Выгода для набора данных 1

    Мы иллюстрируем интерпретацию результатов с помощью одного набора данных, который помогает лучше понять выводы по 99 наборам данных. Рассмотрим набор данных по производству обычного бетона и бетона CCU в сценарии A1, указанном в ссылке. 31 , в котором CO 2 используется для отверждения, а OPC используется в качестве связующего. На основании требований к инвентаризации, представленных в наборе данных, выбросов CO 2 для 13 процессов (рис. 1 и дополнительная таблица 1), выбросов CO 2 за весь жизненный цикл от производства бетона CCU (TOT CCU , уравнение . 1) и обычного бетона (TOT Conv , уравнение 5), а чистая выгода CO 2 (уравнение 6) определяется стохастически в 10 000 прогонов методом Монте-Карло.

    Рис. 1: Диаграмма границ системы, изображающая 13 процессов, которые учитывались при определении чистой выгоды CO 2 от бетона CCU.

    Процессы, необходимые для производства бетона CCU, выделены серым и зеленым цветом. Процессы, необходимые для производства обычного бетона, выделены серым и красным цветом. Выбросы CO 2 , которые используются при отверждении или смешивании бетона CCU (φ CCU в кг), улавливаются электростанцией. Энергетический штраф от захвата φ CCU (E p кВтч) компенсируется внешней силовой установкой. При производстве обычного бетона улавливание углерода при производстве электроэнергии не происходит, и CO 2 при производстве E p на электростанции полностью выбрасывается в атмосферу. Функциональная единица — 1 м 3 бетона с прочностью 1 МПа и E p кВтч электроэнергии — является общей для CCU и традиционных способов производства бетона. Выбросы CO 2 от каждого из CCU и обычного процесса производства бетона количественно определены в уравнениях. 1 и 5.

    Полноразмерное изображение

    Распределение на рис. 2a количественно определяет вероятность того, что чистая выгода CO 2 в наборе данных 1 будет положительной (справа от оси y ) в 10 000 расчетов по методу Монте-Карло. Если чистая выгода CO 2 положительна, то общий жизненный цикл выбросов CO 2 от производства бетона CCU (TOT CCU ) ниже, чем у обычного бетона (TOT Conv ). Для набора данных 1 вероятность равна 0%, что означает, что TOT CCU больше, чем TOT Conv во всех 10 000 прогонов Монте-Карло. С другой стороны, распределение чистой выгоды CO 2 всегда отрицательное, что указывает на то, что с точки зрения жизненного цикла производство бетона CCU является более интенсивным по выбросам CO 2 , чем обычный бетон в 10 000 циклов Монте-Карло.

    Рис. 2: Наглядный пример, поясняющий интерпретацию результатов.

    a Распределение чистой выгоды CO 2 от бетона CCU на 10 000 циклов Монте-Карло. Чистый CO 2 Выгода представляет собой разницу между общими выбросами CO 2 при производстве обычного бетона (TOT Conv ) и бетона CCU (TOT CCU ) b точечная диаграмма, демонстрирующая чувствительность чистого CO 2 выгоду от разницы в выбросах CO 2 от 13 процессов производства обычного бетона (P Conv ) и бетона CCU (P CCU ). Положительные значения по оси Y указывают на то, что TOT Conv  > TOT CCU (верхний правый и верхний левый квадранты), отрицательные значения по оси y означают, что TOT CCU  > TOT Conv (нижний правый и нижний левый квадранты), положительные значения по Ось x указывает, что P Conv  > P CCU (правый верхний и правый нижний квадранты), отрицательные значения по оси x указывают, что P CCU  > левые квадранты) c дельта-индексы для определения чувствительности чистой выгоды CO 2 к разнице между выбросами CO 2 от P Conv и P CCU . Число в скобках представляет собой номер набора данных (из обзора литературы), для которого определяются результаты. Красный фон в ( a – c ) означает, что чистая выгода CO 2 является отрицательной (т.е. TOT CCU больше, чем TOT Conv ) по крайней мере в 5000 из 10 000 прогонов методом Монте-Карло (т. е. вероятность выше 50%). Если фон зеленый, это означает, что чистая выгода CO 2 положительна с вероятностью более 50%.

    Изображение в натуральную величину

    Анализ диаграммы рассеяния 10 000 циклов Монте-Карло (рис. 2b) определяет ключевые факторы в соотношении между разницей в выбросах CO 2 из 13 обычных бетонов (P Conv ) и бетон CCU (P CCU ) процессов и чистой прибыли CO 2 . Точечная диаграмма показывает 10 000 чистых значений выгод CO 2 по оси ординат и 10 000 значений разницы между выбросами CO 2 от 13 процессов по оси абсцисс. Визуальный осмотр графика рассеяния показывает разницу в наклонах точек рассеяния. Более высокий наклон указывает на более высокую чувствительность чистой выгоды CO 2 к содействующему процессу. Диаграмма рассеяния для набора данных 1 (рис. 2b) демонстрирует, что разница в CO 2 Выбросы от использованного цемента (P1:OPC) имеют значительный наклон. Поскольку разница в выбросах CO 2 от производства OPC разбросана в нижнем левом квадранте, выбросы CO 2 от производства OPC для бетона CCU больше, чем для обычного бетона. Таким образом, для набора данных 1 разница между выбросами CO 2 от производства OPC является наиболее важной причиной того, что TOT CCU больше, чем TOT Conv (т. е. чистый CO 2 выгода отрицательна).

    Этот вывод подтверждается независимым от момента времени анализом чувствительности 25,29,30 , который определяет индексы δ для каждого из 13 процессов, вносящих вклад в чистую выгоду CO 2 (рис.  2c). Индекс δ является мерой вклада разницы в выбросах CO 90 204 2 90 205 от обычного процесса производства бетона и производства бетона CCU в функцию распределения вероятностей чистой выгоды CO 90 204 2 90 205 . Процесс с большим значением индекса δ вносит больший вклад в чистые выбросы CO 2 лучше, чем параметр с меньшим значением индекса δ. По соглашению, если значение δ отрицательное, то выбросы CO 2 в процессе производства бетона CCU выше, чем при производстве обычного бетона. Разница в выбросах CO 2 при производстве OPC имеет самое высокое значение δ и, следовательно, вносит наибольший вклад в чистую выгоду CO 2 . Отрицательное значение указывает на то, что выбросы CO 2 при производстве OPC больше в бетоне CCU, чем в обычном бетоне. Вывод из анализа чувствительности для набора данных 1 можно объяснить тем, что прочность на сжатие бетона CCU (16–17,4 МПа) ниже, чем у обычного бетона (18–18,6 МПа). Средняя прочность на сжатие бетона CCU (16,7 МПа) составляет 9% ниже, чем у обычного бетона (18,3 МПа). Это означает, что в наборе данных 1 производится большая масса OPC для бетона CCU для достижения той же прочности на сжатие, что и у обычного бетона. В наборе данных 1 OPC, произведенный на МПа для бетона CCU, составляет 24,8 кг/МПа, а для обычного бетона — 22,6 кг/МПа.

    Используя среднее значение 0,948 кг CO 2 /кг OPC для жизненного цикла CO 2 след OPC (дополнительная таблица 2), выбросы CO 2 от производства OPC для бетона CCU составляют 23,5 кг CO 2 /МПа, а для обычного бетона 21,4 кг CO 2 /МПа. Следовательно, разница между выбросами CO 2 при производстве OPC для CCU и обычного бетона составляет 2,1 кг CO 2 / МПа, что больше, чем CO 2 , используемого в бетоне CCU (1,1 кг CO 2 / МПа). МПа, СИ раздел 1). В результате выбросы CO 2 в течение жизненного цикла в результате увеличения производства OPC в бетоне CCU больше, чем CO 2 , используемого для отверждения бетона CCU.

    Увеличение использования вяжущего подрывает CO

    2 преимущества бетона CCU

    Мы распространяем анализ, проведенный для набора данных 1, на оставшиеся 98 наборов данных (рис. 3). 99 наборов данных разделены на 4 категории. Категория 1 включает 50 наборов данных, в которых CO 2 используется для отверждения, а связующее состоит только из OPC. Категория 2 включает 20 наборов данных, в которых CO 2 используется для отверждения, а вяжущее состоит из смеси OPC и дополнительных вяжущих материалов (SCM). Категория 3 имеет 8 наборов данных, в которых CO 2 используется для смешивания, а связующее состоит только из OPC. Категория 4 имеет 21 набор данных, в которых CO 2 используется для смешивания, а связующее состоит из смеси OPC и SCM.

    Рис. 3: Чистая выгода CO 2 от производства бетона CCU по 99 наборам данных.

    Кривая на каждом графике представляет собой распределение чистой выгоды CO 2 , которая представляет собой разницу между общими выбросами CO 2 от производства обычных и CCU, по 10 000 прогонов методом Монте-Карло. Когда чистый CO 2 польза отрицательна как минимум в 5000 из 10 000 прогонов Монте-Карло (вероятность 50%), фон красный. Если фон зеленый, это означает, что чистая выгода CO 2 положительна с вероятностью более 50%. Вероятность представлена ​​в виде процентного значения в правом нижнем углу графика. Значение в скобках в левом нижнем углу — это номер набора данных.

    Полноразмерное изображение

    Визуальный осмотр наклонов диаграммы рассеяния на рис. 4 и показателей δ на рис. 5 показывает, что чистый CO 9Преимущество 0204 2 наиболее чувствительно к количеству произведенного и использованного OPC в расчетной смеси (например, P1 в наборах данных 1, 2, 3 и 4 на рис. 5), энергии, используемой для отверждения CO 2 (например, , P12 в наборах данных 21, 22 и 23 на рис. 5) и SCM, созданный и использованный (например, P5 в наборах данных 51, 52, 53 и 54 на рис. 5).

    Рис. 4. Анализ диаграммы рассеяния для определения влияния 13 процессов на чистую выгоду от CO 2 по 99 наборам данных.

    Разница между СО 9Выбросы 0204 2 от 13 процессов CCU и обычного производства бетона отложены по оси x , а чистая выгода CO 2 отложена по оси y . Значение в скобках в левом нижнем углу — это номер набора данных. Графики разброса с более высоким разрешением для каждого из 13 процессов можно загрузить из дополнительной таблицы 12 раздела 9 SI.

    Полноразмерное изображение

    0204 2 Выбросы от 13 процессов производства монолитного бетона и традиционного бетона на чистый CO 2 выгода.

    Процесс с более высоким значением индекса δ оказывает большее влияние на чистую выгоду от CO 2 , чем процесс с более низким значением индекса δ. Значение в скобках в левом нижнем углу — это номер набора данных.

    Изображение в полный размер

    Графики с красным фоном на рис. 3, 4 и 5 демонстрируют, что чистое преимущество CO 2 является отрицательным (т. е. бетон CCU имеет более высокий жизненный цикл CO 2 выбросов, чем обычный бетон) с вероятностью не менее 50% в 56 из 99 наборов данных. Прочность на сжатие в бетоне CCU снижается из-за отверждения CO 2 по сравнению с обычным бетоном. OPC и SCM, потребляемые для получения одинаковой прочности на сжатие, больше в бетоне CCU, чем в обычном бетоне. Таким образом, результаты показывают, что бремя CO 2 от повышенного потребления OPC и SCM для бетона CCU перевешивает преимущества CO 2 , который улавливается и используется при отверждении CCU. Кроме того, в наборах данных категории 1 потребление электроэнергии в процессе отверждения CO 2 является вторым ключевым фактором увеличения общего жизненного цикла выбросов CO 2 из бетона CCU (например, наборы данных 46, 47 и 48 в Рис. 5).

    Результаты на рис. 5 также демонстрируют, что жизненный цикл CO 2 выбросы от улавливания, сжатия, транспортировки и испарения CO 2 и CO 2 9Выбросы 0205 от производства мелкого заполнителя, крупного заполнителя, водяного и парового отверждения не вносят значительного вклада в чистую выгоду CO 2 . Это можно объяснить тем, что масса CO 2 , используемая в бетоне, ниже, чем масса цемента, крупного и мелкого заполнителя (дополнительный рисунок 1), а интенсивность жизненного цикла CO 2 крупного и мелкого заполнителя значительно выше. ниже, чем у цемента (дополнительная таблица 2).

    Для изучения изменения результатов при использовании CO 2 снижается интенсивность производства OPC, мы определяем чистую выгоду CO 2 от бетона CCU, когда CO 2 улавливается из цементного завода (SI Раздел 11). Результаты показывают, что бетон CCU имеет более высокие выбросы CO 2 за жизненный цикл, чем обычный бетон (т. е. отрицательное преимущество CO 2 ) в 44 из 99 наборов данных (дополнительный рисунок S4 в разделе 11 SI) по сравнению с 56 из из 99 наборов данных в базовом сценарии (рис. 5). Поэтому, когда СО 2 улавливается на цементном заводе, вероятность того, что бетон CCU будет давать отрицательное чистое преимущество CO 2 , ниже, чем при улавливании CO 2 на электростанции. Разницу в результатах можно объяснить снижением интенсивности производства цемента CO 2 из-за улавливания CO 2 на цементном заводе.

    Результаты по CO

    2 использование, тип связующего и метод распределения

    На рис. 6 обобщены результаты в зависимости от того,0204 2 используется для отверждения или смешивания, используется СКМ в качестве связующего материала или нет, и тип метода распределения, используемый для определения выбросов CO 2 при производстве материала СКМ. В производстве бетона используются два типа СКМ — измельченный гранулированный доменный шлак и зола-уноса. Шлак является побочным продуктом производства чугуна, а летучая зола является побочным продуктом производства электроэнергии на угольных электростанциях. В результате нам нужен метод для распределения общих выбросов CO 2 между шлаком и чугуном, а также между летучей золой и угольной электроэнергией. Мы используем три метода — системное расширение (SE), массовое (MA) и экономическое распределение на основе ценности (EA) — для распределения и учета жизненного цикла CO 2 выбросы от производства SCM (процесс P5, SI, разделы 4, 5 и 6).

    Рис. 6: Результаты, демонстрирующие разбивку наборов данных с положительным и отрицательным чистым выбросом CO 2 выгоды от бетона CCU и наиболее значительным фактором чистого преимущества CO 2 от бетона CCU по категориям 1, категории 2 , наборы данных категории 3 и категории 4 (SI Раздел 2).

    Результаты были определены с использованием расширения системы (SE), распределения на основе экономической ценности (EA) и на основе массы (MA) для определения CO 2 выбросы от шлака (побочный продукт производства железной руды) и летучей золы (побочный продукт производства электроэнергии на угле), которые используются в качестве SCM в наборах данных категорий 2 и 4.

    Изображение в полный размер

    Общие результаты на рис. 6 показывают, что в 36 (EA в «Общих») до 43 (SE в «Общих») из 99 наборов данных, представленных в литературе, производство бетона CCU имеет более низкий срок службы. цикл выбросов CO 2 , чем при производстве обычного бетона. В этих случаях бетон CCU, заменяющий обычный бетон, снижает выбросы CO 9 .0204 2 Выбросы. Отрицательные значения чистой выгоды CO 2 получены в оставшихся 56–63 наборах данных. Аналогичный анализ улавливания CO 2 на электростанции NGCC показывает, что чистая выгода от CO 2 является отрицательной в 61, 65 и 68 из 99 наборов данных при использовании SE, MA и EA соответственно (раздел SI). 10). Общие результаты показывают, что выгода CO 2 от производства бетона CCU является отрицательной в 56–68 из 99 наборов данных в зависимости от того, является ли CO 2 получают из угольной электростанции или электростанции NGCC, а также при использовании SE, MA или EA. В результате существует более высокая вероятность того, что чистая выгода CO 2 от бетона CCU будет отрицательной. Следовательно, не все бетоны CCU могут способствовать поглощению от 0,1 до 1,4 гигатонн/год CO 2 в бетоне к 2050 г. 1,3 .

    Результаты анализа чувствительности аналогичны для категорий 1, 2, 3 и 4, поскольку производство и использование связующего материала (OPC + SCM в категориях 2 и 4) оказывает наиболее значительное влияние в чистом CO 2 пособие.

    На общие результаты по количеству наборов данных, в которых имеется положительное чистое преимущество CO 2 (т. е. CCU менее интенсивен CO 2 , чем обычный бетон), не оказывает существенного влияния выбор расширения системы SE, MA или ЭА. CCU менее интенсивен по выбросам CO 2 , чем обычный бетон, как минимум в 36 наборах данных при использовании EA и максимум в 43 наборах данных при использовании SE. Однако для наборов данных категории 2 и 4 выбор SE, MA или EA влияет на результаты анализа чувствительности индексов δ. Когда SE или MA используются в наборах данных категории 2, использование SCM является ключевым источником чистого CO 2 Преимущество бетона CCU. Когда EA используется в наборах данных категории 2, выбросы CO 2 в процессе отверждения CO 2 являются ключевым фактором. Когда SE используется в наборах данных категории 4, использование SCM является ключевым фактором, влияющим на разницу в общих выбросах CO 2 между обычным бетоном и бетоном CCU. Когда EA или MA используются в наборах данных категории 4, использование OPC является ключевым фактором. Однако выбор SE, MA или EA является артефактом метода анализа и фактически не меняет реальный CO 2 — и, следовательно, не входит в компетенцию инженерных стратегий по улучшению процессов и снижению выбросов CO 2 при производстве бетона CCU.

    Результаты этого анализа основаны на расчетных смесях, использовании материалов, прочности на сжатие и таких параметрах, как продолжительность отверждения CO 2 , соотношения воды и цемента и SCM к цементу, полученные из 99 наборов данных (SI Section 2 Supplementary рис. 1–5). Важно отметить, что результаты не исключают будущих исследований (как обсуждается ниже) по оптимизации проектных смесей, процессов отверждения и свойств материалов для увеличения чистого выброса CO 9 . 0204 2 преимущество бетона CCU.

    Стратегии по увеличению чистой выгоды от CO

    2 бетона CCU

    Программа исследований и разработок, сосредоточенная на следующих вопросах, которые находятся в пределах контроля процесса производства бетона CCU, может увеличить чистую выгоду CO 2 .

    1. (я)

      Обеспечить повышение прочности на сжатие благодаря CO 2 отверждение: ключевым приоритетом является определение CO 2 Протокол отверждения, который последовательно повышает прочность бетона CCU на сжатие. Повышение прочности на сжатие означает, что в бетоне CCU используется меньшее количество углеродоемкого вяжущего материала для достижения той же прочности на сжатие, что и в обычном бетоне (т. е. меньшее количество OPC или SCM расходуется на кг на МПа). Точная настройка процесса отверждения, такая как продолжительность предварительной гидратации и компенсации воды после карбонизации, является многообещающим кандидатом на восстановление снижения прочности на сжатие через 28 дней, наблюдаемого для CO 9 . 0204 2 — отвержденный бетон 32,33,34 . Например, более длительная предварительная гидратация может повысить прочность на сжатие через 28 дней, но снизить поглощение CO 2 в раннем возрасте. Необходимы дальнейшие исследования для повышения стабильности производства бетона, отвержденного CO 2 , и для реализации лабораторных стратегий в полевых условиях.

    2. (ii)

      Уменьшить выбросы CO 2 в процессе отверждения CO 2 : потребление электроэнергии, которое является основным источником выбросов CO 2 в процессе отверждения, можно снизить за счет оптимизации процесса отверждения. Будущие исследования могут изучить и стандартизировать многообещающие варианты, такие как естественная сушка или сушка отходящим теплом для предварительного отверждения CO 2 -отвержденного бетона 35 с конечной целью ускорения внедрения в промышленности.

    3. (iii)

      Улучшить понимание влияния отверждения CO 2 на долговечность: результаты этого исследования основаны на свойстве прочности на сжатие бетона CCU, которое ограничено с точки зрения жизненного цикла. Предыдущие исследования показывают, что частота строительства и ремонта является ключевым фактором, определяющим жизненный цикл бетона. Следовательно, при анализе жизненного цикла CO 9 необходимо учитывать влияние CCU на долговечность бетона.0204 2 Выбросы. Предварительные лабораторные исследования показывают, что отверждение CO 2 улучшает параметры, связанные с долговечностью, такие как проницаемость, сорбционная способность и устойчивость к сульфатам и кислотам 22,38,39,40 . Тем не менее, изменчивость условий отверждения и расчетных смесей, используемых в исследованиях, следует учитывать, чтобы обеспечить постоянное повышение долговечности, когда отверждение бетона CO 2 принимается в промышленных масштабах. Будущая работа может сделать приоритетом стандартизацию CO 2 протокол отверждения (например, время отверждения паром, время до гидратации, время после гидратации) и изучить результирующее влияние на долговечность различных дизайнерских смесей (например, использование разных SCM) с общей целью определения оптимального условия отверждения и дизайнерские смеси для обеспечения максимальной долговечности. Это относится к товарному бетону и сборным железобетонным конструкциям общего назначения с такими конечными продуктами, как каменные блоки 32,35 , трубы 22 и брусчатка 41 . Кроме того, СО 2 отверждение железобетона требует дальнейшего изучения из-за возможности повышенного риска коррозии стальной арматуры, вызванной карбонизацией бетона. Более того, CCU потенциально может быть синергизирован с установленными стратегиями контроля ширины трещин в бетоне, например, инженерными цементными композитами с армированием микроволокнами, для дальнейшего повышения долговечности бетона 42,43 .

    Граница системы (рис. 1) предполагает, что CO 2 , захваченный с электростанции, используется для производства бетона CCU без промежуточного хранения. На практике общее количество CO 2 , уловленное электростанцией, может быть значительно больше, чем максимальная используемая мощность на заводе по производству бетона CCU. В таких случаях избыток уловленного CO 2 может быть временно сохранен для будущего использования в производстве бетона CCU или направлен на другие пути использования. Учитывая, что утилизация CO 2 является новой областью и находится на ранних стадиях коммерциализации, отсутствуют срочные данные о том, как улавливаемый CO 2 исходное сырье либо временно хранится, либо немедленно распределяется по другим путям использования. В результате граница системы, которая включает чувствительное ко времени использование CO 2 , захваченного электростанцией, выходит за рамки этой работы и является темой для будущих исследований.

    Транспортировка CO 2 по трубопроводам оказывает меньшее воздействие на CO 2 , чем автомобильный транспорт с использованием грузовиков с полуприцепом 44 , который моделируется в данном анализе. Для количественной оценки максимально возможной выгоды от перехода на менее углеродоемкий режим CO 2 транспорт, мы проводим сценарный анализ с оптимистичным предположением, что влияние CO 2 транспорта CO 2 равно нулю (SI Раздел 12). Несмотря на это оптимистичное предположение о переносе CO 2 с нулевым содержанием углерода, бетон CCU оказывает меньшее воздействие CO 2 , чем обычный бетон, в 44 из 99 наборов данных, что аналогично 43 из 99 наборов данных, полученных в базовом сценарии ( Дополнительный рис. 10 по сравнению с рис. 5). В результате переход от автомобильного к трубопроводному CO 2 транспорт не повлияет на результаты этого анализа.

    Этот анализ фокусируется на использовании чистого CO 2 и двух подходов к использованию CO 2 — отверждении и смешивании — поскольку они более тщательно изучены (например, 99 наборов данных, используемых в этом исследовании), чем альтернативные подходы, такие как использование бетона. отверждение дымовыми газами 21,45,46,47 , карбонизация переработанных заполнителей бетона 9 , CO 2 секвестрация в альтернативных вяжущих на основе MgO 10 и CO 2 растворение в воде для смешивания 13,14 . Повышение доступности экспериментальных данных необходимо для надежной количественной оценки чистого преимущества CO 2 бетона CCU и учета влияния неопределенности данных и изменчивости процесса на результаты. Например, дальнейшие экспериментальные исследования могут дать данные об изменении прочности на сжатие свойств бетона, отвержденного дымовыми газами, при уменьшении 2-недельного времени отверждения 47 и CO 2 концентрация в дымовых газах варьируется 45 . С увеличением доступности инвентарных и технологических данных будущих экспериментальных исследований подход жизненного цикла, представленный в этом исследовании, может быть расширен для количественной оценки чистого преимущества CO 2 бетона CCU, полученного из дымовых газов, и других альтернативных подходов к использованию CO 2 . .

    Влияние отверждения CO 2 или смешивания CO 2 на поведение в течение срока службы и специфические географические факторы являются важными практическими соображениями при использовании бетона CCU в коммерческих целях. На поведение в течение всего срока службы влияют различия в географических источниках сырья, типе смеси, типе продукта и среде обслуживания, в которой используется бетон. Например, воздействие CO 2 срок службы бетона будет существенно различаться для бетона со стальной арматурой и без нее из-за усиленной коррозии стали 48 , вызванной CO 2 вызванным снижением pH 49 . Кроме того, специфические географические факторы, такие как богатые сульфатами почвы 50 , холодные регионы 39 или кислая среда 22 , могут повлиять на долговечность бетона CCU. Результаты этого исследования могут быть дополнительно дополнены будущими исследованиями, в которых количественно оценивается влияние изменений продолжительности жизни и конкретных географических факторов на чистые выбросы CO 9 . 0204 2 Преимущество бетона CCU.

    Методы

    Обзор литературы для классификации CO

    2 использование в бетоне

    Мы провели обзор литературы, чтобы получить 99 наборов данных из 19 исследований, представляющих данные инвентаризации материалов и энергии жизненного цикла, а также параметры процесса для производства CCU и обычного бетона. . Обзор литературы выявил 19 исследований 16,19,22,23,31,32,33,35,38,40,51,52,53,54,55,56,57,58,59 , поскольку они были только те, кто сообщает о следующих трех пунктах (i) проектная смесь, состоящая из запасов энергии и материалов, необходимых для производства обычного бетона и бетона CCU (раздел 2 SI). Запасы энергии и материалов необходимы для определения жизненного цикла CO 2 влияние производства обычного и монолитного бетона; (ii) количество CO 2 , используемое при смешивании или отверждении бетона. Это необходимо для определения воздействия на жизненный цикл CO 2 улавливания, транспортировки и использования CO 2 , используемого при производстве бетона CCU; и (iii) прочность на сжатие CCU и обычного бетона в конце 28 дней, что помогает объяснить изменение свойств материала между обычным и CCU бетоном. Прочность на сжатие через 28 дней является одним из наиболее широко используемых технических параметров для оценки качества бетона, классификации составов бетонных смесей 60 и является основой для проектирования бетонных конструкций 61,62 и поэтому выбран в качестве функционального свойства, на основании которого сравниваются обычный бетон и бетон CCU. В зависимости от того, используется ли CO 2 в бетоне CCU для отверждения или смешивания, и если SCM использовался в расчетной смеси, 99 наборов данных были разделены на четыре категории.

    1. (я)

      Категория 1: CO 2 используется при отверждении бетона, и только OPC используется в качестве вяжущего материала в расчетной смеси 22,31,33,38,40,56,57,58,59 . Эта категория содержит 50 наборов данных.

    2. (ii)

      Категория 2: CO 2 используется при отверждении бетона, а комбинация OPC и SCM используется в качестве вяжущего материала в расчетной смеси 23,32,35,55 . Эта категория содержит 20 наборов данных.

    3. (iii)

      Категория 3: CO 2 используется при смешивании бетона, и только OPC используется в качестве вяжущего материала в расчетной смеси 16,19,51 . Эта категория содержит 8 наборов данных.

    4. (4)

      Категория 4: CO 2 используется при смешивании бетона, а комбинация OPC и SCM используется в качестве вяжущего материала в расчетной смеси 16,51,52,53,54 . Эта категория содержит 21 набор данных.

    SCM представлял собой либо молотый гранулированный доменный шлак, являющийся побочным продуктом производства чугуна 63 , либо летучую золу, являющуюся побочным продуктом производства электроэнергии на угольных электростанциях.

    Функциональный блок

    Использование CO 2 во время смешивания или отверждения изменяет прочность на сжатие бетона CCU по сравнению с бетоном, полученным путем обычного смешивания или отверждения. Кроме того, энергетический штраф (E р кВтч) возникает для бетона CCU на электростанциях за счет энергии, связанной с улавливанием CO 2 , который используется при отверждении или смешивании бетона CCU (φ CCU , кг CO 2 ). E p не возникает при производстве обычного бетона, поскольку улавливание CO 2 отсутствует. Таким образом, чистая выгода CO 2 от замены бетона CCU на обычный бетон должна учитывать воздействие CO 2 от изменения прочности на сжатие и E p , который возникает на электростанциях только при улавливании CO 2 .

    В результате мы используем функциональную единицу бетона с прочностью на сжатие 1 МПа и 1 м 3 объема и E p кВтч электроэнергии.

    Функциональная единица учитывает изменение прочности на сжатие и обеспечивает согласованность путем нормирования материалов и энергии, затраченных на производство 1 м 3 монолитного бетона и обычного бетона, к прочности на сжатие 1 МПа. Включение Е p кВтч электроэнергии в функциональном блоке учитывает разницу в выбросах CO 2 от производства электроэнергии без улавливания CO 2 в обычном бетонном пути и с улавливанием CO 2 в бетонном пути CCU. E p определяется на основе массы CO 2 , захваченного электростанцией (дополнительная таблица 1, процесс 8).

    Производство бетона CCU — граница системы и выбросы CO

    2

    Обзор литературы показал, что общий жизненный цикл выбросов CO 2 от производства бетона CCU представляет собой сумму выбросов CO 2 от 13 ключевых процессов, необходимых для улавливания, транспортировки и использования CO 2 и производства материалов. требуется в расчетном составе бетонной смеси (рис. 1).

    Выражение, используемое для определения общего жизненного цикла выбросов CO 2 от производства бетона CCU на основе выбросов CO 2 от 13 процессов, представлено в уравнении. 1. 13 выражений в скобках в уравнении. 1 соответствует СО 2 выбросы от 13 процессов (рис. 1).

    $${\mathrm{TOT}}_{{\mathrm{CCU}}} = \, \left({{\upvarphi}_{\mathrm{C}} \ast {\mathrm{C}}_ {{\ mathrm{CCU}}}} \right) + \left({{\upvarphi}_{{\mathrm{CA}}} \ast{\mathrm{CA}}_{{\mathrm{CCU}} }}\right) + \left( {{\upvarphi}_{{\mathrm{FA}}} \ast{\mathrm{FA}}_{{\mathrm{CCU}}}} \right) + \left ({{\upvarphi}_{\mathrm{W}} \ast {\mathrm{W}}_{{\mathrm{CCU}}}} \right)\\ \, \quad{\,\,}+ \left({{\upvarphi}_{{\mathrm{SCM}}} \ast{\mathrm{SCM}}_{{\mathrm{CCU}}}}\right) + \left({{\mathrm{ D}}_{\mathrm{M}} \ast {\upvarphi}_{{\mathrm{TM}}} \ast{\mathrm{M}}_{{\mathrm{Conv}}}} \right) \\ \, \quad{\,\,}+\left( {\upvarphi}_{{\mathrm{CCU}}} \ast{\mathrm{j}}_{{\mathrm{MEA}}} } \right) +\left({{\mathrm{Alloc}}_{{\mathrm{elec}}} \ast{\upvarphi}{\mathrm{Not}}\;{\mathrm{Cap}} + { \upvarphi}_{{\mathrm{Avg}}}\ast{\mathrm{E}}_{\mathrm{p}}} \right)\\ \, \quad{\,\,}+ \left( {{\ upvarphi} _ {{\ mathrm {CCU}}} \ ast \ left ( {1 + 2 {\ mathrm {T}} _ {\ mathrm {w}}} \ right) \ ast {\ mathrm {D }} _ {{\ mathrm {CO2}}} \ ast {\ upvarphi} _ {\ mathrm {T}}} \right)\\ \, \quad{\,\,}+ \left({\upvarphi}_{{\mathrm{CCU}}} \ast{\upvarphi}_{{\mathrm{ Vap}}}\right) +\left({\upvarphi}_{{\mathrm{CCU}}} \ast \left({\upvarphi}_{{\mathrm{Inj}}} +\left(1 — \upeta \right)\right)\right)\\ \, \quad{\,\,}+\left({\upvarphi}_{{\mathrm{CO2}}\_{\mathrm{Cur}}} \right) +\left({\upvarphi}_{{\mathrm{Stm}}\_{\mathrm{Cur}}}\right)$$

    (1)

    Процесс 1–4 — производство обычного портландцемента (C), крупного заполнителя (CA), мелкого заполнителя (FA) и воды (W): воздействие CO 2 является продуктом (i ) жизненный цикл выбросов CO 2 от производства материала (φ C , φ FA , φ CA и φ W в кг CO 2 /кг материала) и (ii) и массы материала, используемого в расчетной смеси, нормированной на прочность на сжатие бетона CCU (C CCU , CA CCU , FA CCU и W CCU в кг материала/МПа/м 3 ). Используемый материал и прочность на сжатие получены из обзора литературы (SI Раздел 2), а φ C , φ FA , φ CA и φ W получены из базы данных ecoinvent (дополнительная таблица 2). .

    Процесс 5 — производство SCM: SCM CCU представляет собой массу SCM, используемую в расчетной смеси, нормированную на прочность на сжатие бетона CCU (в кг материала/МПа/м 3 ).

    Шлак и летучая зола, которые являются побочными продуктами производства железной руды и выработки электроэнергии из угля, используются в качестве SCM в расчетной смеси бетона. Три метода — расширение системы (SE), распределение на основе экономической ценности (EA) и распределение на основе массы (MA) — широко используются в LCA для определения выбросов CO 2 побочных продуктов, генерируемых одной системой.

    В SE выбросы CO 2 от производства требуемой массы шлака определяются путем расширения системы, чтобы включить производство соответствующей массы железной руды (на основе отношения железной руды к шлаку, раздел SI 4). В случае МА и ЭА общее количество СО 2 Выбросы от процесса производства как железной руды, так и шлака распределяются между железной рудой и шлаком на основе массы и экономической ценности побочных продуктов, соответственно (SI Разделы 5 и 6). Чтобы изучить изменчивость выбросов CO 2 от производства бетона CCU на основе метода распределения, в этом анализе применяются три метода при определении выбросов CO 2 для шлака и летучей золы.

    CO 2 воздействие шлака (φSCM_slag в кг CO 2 /кг шлака) определяется по формуле 2

    $$\upvarphi _{{\mathrm{SCM}}\_{\mathrm{шлак}}} = {\mathrm{Alloc}}_{{\mathrm{шлак}}} * {\mathrm{7 }}{\mathrm{.7}} * \upvarphi _{{\mathrm{IO}}}$$

    (2)

    Значение шлака Alloc равно 1, 0008. или 0,11, если SE, MA или EA, соответственно (разд. 4, 5 и 6 СИ).

    φ IO представляет собой жизненный цикл выбросов CO 2 при производстве 1 кг железной руды и составляет 2,2   кг CO 2 / кг железной руды (SI Раздел 4).

    Когда летучая зола используется в качестве SCM, воздействие CO 2 на кг летучей золы (φ SCM_ash в кг CO 2 /кг летучей золы) определяется по уравнению. 3

    $$\upvarphi _{{\mathrm{SCM}}\_{\mathrm{ash}}} = {\mathrm{Alloc}}_{{\mathrm{ash}}} * {\mathrm{22 }}{\mathrm{.7}} * \upvarphi _{{\mathrm{Elec}}\_{\mathrm{Уголь}}} * \upalpha _{{\mathrm{Cap}}}$$

    ( 3)

    Значение Alloc золы равно 1, 0,02 или 0,06 при выборе SE, MA или EA соответственно (SI Разделы 4, 5 и 6). ф Elec_Coal , который представляет собой выброс CO 2 в течение жизненного цикла при производстве 1 кВт-ч угольной электроэнергии, составляет 1,25 кг CO 2 /кВт-ч (SI Раздел 4). α Cap составляет 0,1, если CO 2 улавливается на угольной электростанции и используется в производстве бетона CCU. α Cap равен 1, если углерод не улавливается на угольном заводе, т. е. когда CO 2 улавливается из завода по производству природного газа с комбинированным циклом и используется в производстве бетона CCU.

    Процесс 6 — Транспортировка материала: CO 2 выбросы от транспортировки материалов являются произведением 5 материалов, использованных в расчетной смеси (M CCU в кг/МПа/м 3 ), CO 2 интенсивности используемого вида транспорта (φ М в кг СО 2 на кг-км) и расстояние, на которое транспортируются материалы (Д М в км). M CCU представляет собой C CCU , FA CCU , CA CCU , W CCU и SCM CCU из процессов с 1 по 5. D 9Значения 0204 M для автомобильного, железнодорожного, морского и баржевого транспорта получены из средних национальных значений для бетонной промышленности США (SI Section 7) 60 . φ M для четырех видов транспорта взяты из базы данных Ecoinvent (SI Section 7).

    Процесс 7 — Моноэтаноламин (МЭА) Производство: CO 2 влияние улавливания углерода является продуктом массы CO 2 , который улавливается и используется при отверждении или смешивании бетона CCU (φ CCU , кг CO 2 ) и жизненный цикл CO 2 выбросы от производства моноэтаноламина (МЭА) после сжигания CO 2 система улавливания (φ МЭА ). φ MEA получен из обзора литературы 21 исследования 44,64,65,66,67,68,69,70,71,72,73,74,75,76,77,78,79,80, 81,82,83 (SI Раздел 3).

    Системы МЭА рассматриваются как улавливающие CO 2 с высокой эффективностью (90%) 64,65,84 , улавливающие CO 2 из разбавленных концентраций 85 , пригодны для модернизации действующих в настоящее время электростанций и представляют собой коммерчески зрелую технологию 86,87 . На энергетический сектор приходится 28% общих выбросов CO 2 в США 88 , и поэтому он является хорошим кандидатом на улавливание углерода. В результате мы рассматриваем улавливание CO 2 с электростанций. Улавливание после сжигания считается более распространенным, чем кислородно-топливные системы и системы предварительного сжигания 65,85 . Читатель может обратиться к 65,85 для получения дополнительной информации об основных физических принципах улавливания углерода с использованием МЭА, что выходит за рамки данной работы.

    Процесс 8 — Производство электроэнергии электростанцией: При производстве бетона CCU общие выбросы CO 2 электростанции представляют собой сумму двух компонентов.

    $$\left( {{\mathrm{Alloc}}_{{\mathrm{elec}}} * \upvarphi _{{\mathrm{Not}}\;{\mathrm{Cap}}} + \upvarphi _{{\mathrm{Avg}}} * {\mathrm{E}}_{\mathrm{p}}} \right)$$

    Alloc elec количественно распределяет выбросы CO 2 угольной электростанции между побочными продуктами производства электроэнергии и летучей золы, которая используется в качестве SCM в производстве бетона в определенных наборах данных. Alloc elec составляет 0,98 или 0,94, так как экономическое или массовое распределение распределяет 0,02 и 0,06 от общих выбросов CO 2 угольной электростанции на побочный продукт летучей золы (SI, разделы 5 и 6). Alloc elec равен 1, когда электроэнергия поступает от электростанции с комбинированным циклом, работающей на природном газе, или когда используется расширение границ системы (вместо экономичного или массового распределения). ф Not Cap составляет 10 % CO 2 , который не улавливается, поскольку эффективность улавливания системой MEA составляет 90 % 64,65,84 .

    Второй компонент учитывает выбросы CO 2 в результате компенсации штрафа за электроэнергию (E p в кВтч), возникающего при улавливании CO 2 на электростанции. Второй компонент представляет собой произведение E p и CO 2 интенсивности электричества, используемого для компенсации E p (φ Среднее в кг CO 2 /кВтч).

    E p определяется следующим образом: {{\ mathrm {heat}} _ {{\ mathrm {ccu}}} * {\ mathrm {hte}} * {\ mathrm {0}} {\ mathrm {0,277}}} \right) + {\ mathrm {E}}_{{\mathrm{насос}}} + {\mathrm{E}}_{{\mathrm{liq}}}} \right]$$

    (4)

    φ CCU is масса CO 2 , который улавливается электростанцией и используется в производстве бетона CCU. тепло ccu представляет собой тепло, необходимое для регенерации MEA (от 2,7 до 3,3  МДж/кг CO 2 , дополнительная таблица 5), которое можно было бы альтернативно использовать для выработки электроэнергии на электростанции 70,89,90,91 . hte – коэффициент преобразования тепла в электричество (от 0,09 до 0,25, дополнительная таблица 5), который используется для определения электрического эквивалента тепла 90 204 ccu 90 205 . E pump — это электроэнергия, необходимая для питания насосов и вентиляторов в блоке улавливания углерода (от 16,6 до 30,6 × 10 −3  кВтч/кг CO 2 , дополнительная таблица 5) и E liq — это электроэнергия, необходимая для сжижения захваченного CO 2 (0,089  кВтч/кг CO 2 , SI9 Раздел 20 30 Сжижение»)).

    Этот анализ соответствует стандартам, рекомендованным Национальной лабораторией энергетических технологий (NETL) 92 для определения CO 2 интенсивности электроэнергии, используемой для компенсации штрафа за электроэнергию. NETL рекомендует компенсировать энергетический штраф за счет внешнего источника электроэнергии, который является репрезентативным для региона, в котором проводится анализ 92 . φ Avg варьируется от 0,38 до 0,56 кг CO 2 /кВтч, что представляет собой нижний и верхний предел средней CO 2 интенсивности электроэнергии, вырабатываемой в различных регионах энергосистемы США в 2020 г. 92 .

    Процесс 9 — CO 2 Транспортировка: В этом анализе предполагается, что захваченный CO 2 перевозится в грузовике с полуприцепом (SI Раздел 3 «CO 2 Транспортировка»), поскольку это необходимо для подачи CO 2 от места захвата до территориально рассредоточенных установок по твердению или смешиванию бетона, к которым в основном можно добраться по дороге 21 . Выбросы CO 2 при транспортировке CO 2 являются произведением общего веса (φ CCU плюс собственный вес), расстояния, на которое осуществляется транспортировка (D CO2 в км), и CO 2 интенсивность транспортных выбросов автопоезда (φ T  = 112 g CO 2 за тонно-километр, дополнительная таблица 11). Транспортировка 1  кг CO 2 требует перевозки дополнительного веса тары (T w ) в 0,4  кг при дальнейшей поездке на завод по производству бетона CCU (дополнительная таблица 7). На обратном пути мы учитываем выбросы CO 2 при транспортировке только собственного веса. В результате T w равняется 0,8. Мы предполагаем, что D CO2 составляет 810  км, что равно наибольшему расстоянию, на которое СО 2 можно перевозить в США 93 .

    Процессы 10 и 11 — Испарение и впрыскивание CO 2 : После транспортировки сжиженный CO 2 необходимо испарить до газообразного состояния и ввести в образец бетона для отверждения или смешивания 94 . Выбросы CO 2 при испарении (φ Vap ) и впрыске CO 2 (φ Inj ) являются произведением φ CCU (кг CO 2 ), φ Avg0205 (кг CO 2 /кВтч) и электроэнергии, необходимой для испарения (5,3 × 10 −3 кВтч/кг CO 2 , раздел 3 SI) и впрыска CO 2 (37 × 103 −3 кВтч/кг CO 2 ) 16 соответственно. η представляет собой эффективность поглощения CO 2 и представляет собой долю общего количества CO 2 , которая поглощается во время смешивания или отверждения бетона (наборы данных с 71 по 99). η колеблется от 50% до 85% во время смешивания 16,19,52 . Для отверждения η равно 1 (т.е. 100% абсорбция), так как наборы данных по отверждению (наборы данных от 1 до 70) сообщают о CO 2 используется как отношение массы абсорбированного CO 2 к массе цемента.

    Процессы 12 и 13 — CO 2 и отверждение паром. ), φ Avg (кг CO 2 /кВтч), требования к электрической мощности камеры твердения (P CO2_Cur  = 38,8 кВт/м 3 бетона) 35,95 и продолжительность отверждения (t CO2_Cur в часах, SI Раздел 2), которую определяют из литературного обзора 38,96 . φ CO2_Cur нормируется на прочность на сжатие образца бетона. В некоторых наборах данных для производства бетона CCU используется сочетание пара и отверждения CO 2 . В этом случае анализ включает выбросы CO 2 от парового отверждения бетона CCU. Выбросы CO 2 при пропаривании (φ Stm_Cur ) является произведением CO 2 интенсивности отверждения паром (39,55 кг CO 2 /м 3 /ч, дополнительная таблица 8) и продолжительности отверждения паром (t stm_Cur в часах), что определено из литературы (дополнительная таблица 1, процесс 13). φ Stm_Cur нормируется на прочность на сжатие образца бетона.

    Когда CO 2 используется для смешивания бетона (наборы данных в категории 3 и 4), CO 2 9Выбросы 0205 от CO 2 и отверждения паром принимаются равными нулю, поскольку отверждение CO 2 бетона не проводится.

    Производство традиционного бетона CO

    2 Выбросы

    Общий жизненный цикл CO 2 выбросы от производства обычного бетона (TOT Conv ) аналогично количественно определены в уравнении. 5.

    $${\mathrm{TOT}}_{{\mathrm{Conv}}} = \, {\mathrm{(}}\upvarphi _{\mathrm{C}} \ast {\mathrm{C }}_{{\mathrm{Conv}}}{\mathrm{)}} + {\mathrm{(}}\upvarphi _{{\mathrm{CA}}} \ast {\mathrm{CA}}_{ {\ mathrm {conv}}} {\ mathrm {)}} + {\ mathrm {(}} \ upvarphi _ {{\ mathrm {FA}}} \ ast {\ mathrm {FA}} _ {{\ mathrm { conv}}}{\mathrm{)}} + {\mathrm{(}}\upvarphi _{\mathrm{W}} \ast {\mathrm{W}}_{{\mathrm{conv}}}{\ mathrm{)}} \\ \,+{\mathrm{(}}\upvarphi _{{\mathrm{SCM}}} \ast {\mathrm{SCM}}_{{\mathrm{conv}}}{\ mathrm {)}} + {\ mathrm {(E}} _ {\ mathrm {p}} \ ast \ upvarphi _ {{\ mathrm {Pow}} \ _ {\ mathrm {Plnt}}} \ ast {\ mathrm {Alloc}}_{{\mathrm{elec}}}{\mathrm{)}} + \upvarphi _{{\mathrm{Stm}}\_{\mathrm{Cur}}} + {\mathrm{(D }} _ {\ mathrm {M}} \ ast \ upvarphi _ {{\ mathrm {TM}}} \ ast {\ mathrm {M}} _ {{\ mathrm {Conv}}} {\ mathrm {)}} $$

    (5)

    (Ep * φPow_Plnt* Allocelec) количественно определяет выбросы CO 2 при производстве E p кВтч электроэнергии на электростанции без улавливания углерода. φ Pow_Plnt — это CO 2 интенсивность электроэнергии, вырабатываемой на угольной или NGCC электростанции (кг CO 2 /кВтч, дополнительная таблица SI 1).

    Нетто CO

    2 Анализ выгод и чувствительности

    Разница между TOT CCU (уравнение 1) и TOT Conv (уравнение 5) определяет чистую выгоду CO 2 от замены бетона CCU обычным бетоном.

    $ $ {\ mathrm {Net}} \; {\ mathrm {CO}} _ {\ mathrm {2}} {\ mathrm {Преимущества}} = {\ mathrm {TOT}} _ {{\ mathrm {Conv }}}{\mathrm{ — TOT}}_{{\mathrm{CCU}}}$$

    (6)

    TOT CCU и TOT Conv управляются выбросами CO 2 из 13 процессов, на которые, в свою очередь, влияют неопределенность и изменчивость основных параметров (дополнительная таблица 1).

    При анализе точечной диаграммы 10 000 значений генерируются стохастически для материалов и товарно-материальных ценностей, а также параметров для 13 процессов, которые получены из набора данных (диапазоны и взаимосвязи представлены в дополнительной таблице 1). Стохастически сгенерированные значения применяются в уравнениях. 1, 5 и 6, чтобы определить выбросы CO 2 от 13 процессов для обычного бетона и бетона CCU, а также чистую выгоду CO 2 . Чистая выгода CO 2 нанесена на ординате. Разница между СО 2 выбросов для каждого из 13 способствующих процессов в обычном и бетонном производстве отложены по оси абсцисс.

    Для дальнейшей проверки результатов в этом анализе проводится независимый от момента времени анализ чувствительности 25,29,30,97 для определения процесса (из 13 процессов), оказывающего наибольшее влияние на чистую выгоду от CO 2 . Анализ чувствительности, не зависящий от момента, определяет индекс δ для каждого из 13 процессов. Индекс δ количественно определяет относительный вклад каждого из 13 процессов в функцию распределения вероятностей чистого CO 2 пособие. Моментный независимый анализ чувствительности предлагает методологические преимущества, поскольку он учитывает корреляцию между входными параметрами для 13 процессов и применим, когда входные параметры и выходные данные не связаны линейно 98 . Это исследование определяет индексы δ для 10 000 прогонов Монте-Карло на основе подхода, представленного в Wei, Lu, and Yuan 97 .

    Доступность данных

    Все наборы данных, использованные и проанализированные в этом исследовании, включены в раздел 2 файла дополнительной информации.

    Доступность кода

    Код, используемый в анализе, включен в раздел 8 файла дополнительной информации. Код доступен по ссылке. 99 .

    Ссылки

    1. The Global CO 2 Инициатива. Global Roadmap for Implementing CO 2 Utilization , https://assets.ctfassets.net/xg0gv1arhdr3/27vQZEvrxaQiQEAsGyoSQu/44ee0b72ceb9231ec53ed180cb759614/CO2U_ICEF_Roadmap_FINAL_2016_12_07.pdf (2016).

    2. Альпер, Э. и Юксель Орхан, О. Утилизация CO2: развитие процессов конверсии. Нефть 3 , 109–126 (2017).

      Артикул Google ученый

    3. Hepburn, C. et al. Технологические и экономические перспективы утилизации и удаления СО2. Природа 575 , 87–97 (2019).

      ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС пабмед Статья Google ученый

    4. Чанг, Р. и др. Осаждение карбоната кальция для хранения и использования CO 2 : обзор кристаллизации и полиморфизма карбоната. Перед. Энергия рез. 5 , https://doi.org/10.3389/fenrg.2017.00017 (2017).

    5. Чжан, Д., Гуле, З. и Шао, Ю. Обзор карбонизации материалов на основе цемента. J. Использование CO2 21 , 119–131 (2017).

      КАС Статья Google ученый

    6. Национальные академии инженерных наук и медицины. Утилизация потоков газообразных углеродных отходов: состояние и потребности в исследованиях. https://doi.org/10.17226/25232 (2019 г.).

    7. Зевенховен, Р., Фагерлунд, Дж. и Сонгок, Дж. К. CO 2 секвестрация полезных ископаемых: разработки для крупномасштабного применения. Зеленый. Газы: науч. Технол. 1 , 48–57 (2011).

      КАС Статья Google ученый

    8. Международное энергетическое агентство. Производство цемента , https://www.iea.org/data-and-statistics/charts/cement-production-2010-2018 (2019).

    9. Сюань, Д., Чжан, Б. и Пун, К. С. Оценка механических свойств бетона, включающего карбонизированные переработанные бетонные заполнители. Цем. Конкр. Композиции 65 , 67–74 (2016).

      КАС Статья Google ученый

    10. Ву, Х.-Л., Чжан, Д., Эллис, Б.Р. и Ли, В.К. Разработка реактивного инженерного цементного композита (ECC) на основе MgO посредством ускоренного отверждения карбонизацией. Констр. Строить. Матер. 191 , 23–31 (2018).

      КАС Статья Google ученый

    11. Mo, L., Zhang, F. & Deng, M. Механические характеристики и микроструктура вяжущих на основе карбоната кальция, полученных путем карбонизации пасты из шлака стали в атмосфере CO 2 отверждение. Цем. Конкр. Рез. 88 , 217–226 (2016).

      КАС Статья Google ученый

    12. Mo, L., Hao, Y., Liu, Y., Wang, F. & Deng, M. Получение вяжущих на основе карбоната кальция путем активации магниевого шлака CO2. Цем. Конкр. Рез. 121 , 81–90 (2019).

      КАС Статья Google ученый

    13. Kwasny, J. et al. CO 2 секвестрация в материалах на основе цемента в процессе смешивания с использованием газированной воды и газообразного CO 2 . 4-я Международная конференция по долговечности бетонных конструкций (2014 г.).

    14. Липпиат Н., Линг Т.-К. и Эггермонт, С. Сочетание гидратации и карбонизации цемента с использованием перенасыщенного водного раствора CO 2 . Констр. Строить. Матер. 229 , https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.116825 (2019 г.)).

    15. Монкман С., Кенвард П.А., Диппл Г., Макдональд М. и Раудсепп М. Активация гидратации цемента углекислым газом. Дж. Сустейн. Матер. на основе цемента. 7 , 160–181 (2018).

      КАС Google ученый

    16. Монкман, С. и Макдональд, М. Использование двуокиси углерода как средства повышения устойчивости товарного бетона. Дж. Чистый. Произв. 167 , 365–375 (2017).

      КАС Статья Google ученый

    17. Shi, C. , He, F. & Wu, Y. Влияние предварительного кондиционирования на CO 2 отверждение смесей из легких бетонных блоков. Констр. Строить. Матер. 26 , 257–267 (2012).

      Артикул Google ученый

    18. Шао, Ю. X., Чжоу, X. Д. и Монкман, С. Новый CO 2 процесс секвестрации при производстве бетонных изделий. 2 006 Конференция по изменению климата IEEE EIC , 1–6 (2006 г.).

    19. Монкман, С. и Макдональд, М. Переработка двуокиси углерода в бетонные блоки промышленного производства. Констр. Строить. Матер. 124 , 127–132 (2016).

      КАС Статья Google ученый

    20. Шао, Ю. К., Монкман, С. и Тран, С. Способность основных ингредиентов бетона поглощать CO2. Дж. Чин. Керамический соц. 38 , 1645–1651 (2010).

      КАС Google ученый

    21. «>

      Монкман С. и Шао Ю. Интеграция секвестрации углерода в процесс отверждения сборного железобетона. Кан. Дж. Гражданский. англ. 37 , 302–310 (2010).

      КАС Статья Google ученый

    22. Ростами В., Шао Ю. и Бойд А. Дж. Долговечность бетонных труб, подвергнутых комбинированному отверждению паром и карбонизацией. Констр. Строить. Матер. 25 , 3345–3355 (2011).

      Артикул Google ученый

    23. Эль-Хассан, Х. и Шао, Ю. Динамическая карбонизация свежего легкого бетона. Маг. Конкр. Рез. 66 , 708–718 (2014).

      КАС Статья Google ученый

    24. Больной В. и др. Необходимость и путь к согласованной оценке жизненного цикла и технико-экономической оценке улавливания и утилизации диоксида углерода. Энергетика. 1

      4, https://doi.org/10.1002/ente.201

      4 (2019).

    25. Равикумар, Д., Сигер, Т. П., Кукурачи, С., Прадо, В. и Мутел, К. Новый метод анализа чувствительности улучшает приоритизацию исследований в области упреждающей оценки жизненного цикла новых технологий. Окружающая среда. науч. Технол. 52 , 6534–6543 (2018).

      ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС пабмед Статья Google ученый

    26. Вендер, Б. А., Прадо, В., Фантке, П., Равикумар, Д. и Сигер, Т. П. Приоритизация исследований на основе чувствительности посредством стохастического моделирования характеристик. Междунар. J. Оценка жизненного цикла. 23 , 324–332 (2017).

      Артикул КАС Google ученый

    27. Bergerson, J. A. et al. Оценка жизненного цикла новых технологий: методы оценки на разных стадиях рыночной и технической зрелости. J. Ind. Ecol. https://doi.org/10.1111/jiec.12954 (2019 г.).

    28. Мони С. М., Махмуд Р., Хай К. и Карбахалес-Дейл М. Оценка жизненного цикла новых технологий: обзор. J. Ind. Ecol. https://doi.org/10.1111/jiec.12965 (2019 г.).

    29. Боргоново, Э., Кастенс, В. и Тарантола, С. Эмуляция модели и анализ чувствительности, не зависящий от момента: приложение к моделированию окружающей среды. Окружающая среда. Модель. ПО 34 , 105–115 (2012).

      Артикул Google ученый

    30. Боргоново, Э. и Тарантола, С. Независимый от моментов и основанный на дисперсии анализ чувствительности с корреляциями: приложение к стабильности химического реактора. Междунар. Дж. Хим. Кинет. 40 , 687–698 (2008).

      КАС Статья Google ученый

    31. Моршед, А. З. и Шао, Ю. Влияние содержания влаги на поглощение CO2 легким бетоном, подверженным ранней карбонизации. Дж. Сустейн. Матер. на основе цемента. 2 , 144–160 (2013).

      КАС Google ученый

    32. Эль-Хассан, Х. и Шао, Ю. Ранняя карбонизация блоков бетонной кладки с помощью портландцементного известняка. Цем. Конкр. Композиции 62 , 168–177 (2015).

      КАС Статья Google ученый

    33. Шао Ю. и Моршед А. З. Ранняя карбонизация для отверждения многопустотных бетонных плит и повторного использования углекислого газа. Матер. Структура 48 , 307–319 (2013).

      Артикул КАС Google ученый

    34. Zhang, D., Cai, X. & Jaworska, B. Влияние гидратации перед карбонизацией на долговременную гидратацию отверждаемых карбонизацией материалов на основе цемента. Констр. Строить. Матер. 231 , https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.117122 (2020).

    35. Эль-Хассан, Х., Шао, Ю. и Гулех, З. Влияние начального отверждения на карбонизацию кладочных элементов из легкого бетона. АКИ Матер. J. 110 , 441–450 (2013).

    36. Кеолеян, Г. А. и др. Моделирование жизненного цикла конструкции бетонного моста: сравнение инженерных плит из композитных цементных звеньев и обычных стальных компенсаторов. Дж. Инфраструктура. Сист. 11 , 51–60 (2005).

      Артикул Google ученый

    37. Чжан Х., Кеолеян Г. А., Лепеч М. Д. и Кендалл А. Оптимизация жизненного цикла систем покрытия дорожных покрытий. Дж. Инфраструктура. Сист. 16 , 310–322 (2010).

      Артикул Google ученый

    38. Ростами, В. , Шао, Ю. и Бойд, А. Дж. Отверждение карбонизацией по сравнению с отверждением паром для производства сборного железобетона, экспериментальные результаты CCU по сравнению с долговечностью. Дж. Матер. Гражданский англ. 24 , 1221–1229 (2012).

      КАС Статья Google ученый

    39. Zhang, D. & Shao, Y. Поверхностное образование отложений CO 2 – отвержденный бетон, подверженный циклам замораживания-оттаивания. J. Использование CO2 27 , 137–144 (2018).

      КАС Статья Google ученый

    40. Чжан Д. и Шао Ю. Влияние ранней карбонизации на проникновение хлоридов и карбонизацию бетона под воздействием погодных условий. Констр. Строить. Матер. 123 , 516–526 (2016).

      КАС Статья Google ученый

    41. «>

      Чжан, С., Гуле, З. и Шао, Ю. Влияние карбонизации на образование высолов в бетонных блоках для мощения. Дж. Мате. Гражданский англ. 32 , https://doi.org/10.1061/(asce)mt.1943-5533.0003210 (2020).

    42. Li, VC. Инженерные цементные композиты (ECC): гибкий бетон для устойчивой и устойчивой инфраструктуры. (Спрингер, 2019).

    43. Чжан, Д., Ву, Х., Ли, В. К. и Эллис, Б. Р. Автогенное заживление инженерных цементных композитов (ECC) на основе бинарной системы MgO-летучая зола, активированной путем отверждения карбонизацией. Констр. Строить. Матер. 238 , https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.117672 (2020).

    44. фон дер Ассен, Н., Мюллер, Л. Дж., Штайнгрубе, А., Фолл, П. и Бардоу, А. Выбор источников CO 2 для использования CO 2 с помощью кривых экологического качества. Окружающая среда. науч. Технол. 50 , 1093–1101 (2016).

      ОБЪЯВЛЕНИЕ пабмед Статья КАС Google ученый

    45. Сюань, Д., Чжан, Б. и Пун, К. С. Подход к оценке развития прочности на сжатие CO 2 -отвержденных бетонных блоков. Цем. Конкр. Композиции 85 , 153–160 (2018).

      КАС Статья Google ученый

    46. He, Z., Wang, S., Mahoutian, M. & Shao, Y. Карбонизация дымовых газов строительных материалов на основе цемента. J. Использование CO2 37 , 309–319 (2020).

      КАС Статья Google ученый

    47. Йошиока, К. и др. Новый экологический бетон, снижающий выбросы CO 2 ниже нулевого уровня ~ новый метод улавливания и хранения CO 2 ~. Энергетическая технология 37 , 6018–6025 (2013).

      КАС Статья Google ученый

    48. «>

      Чжоу Ю., Генктурк Б., Уиллам К. и Аттар А. Карбонизация и хлорид-индуцированная коррозия в железобетонных конструкциях. Дж. Мате. Гражданский англ. 27 , https://doi.org/10.1061/(asce)mt.1943-5533.0001209 (2015).

    49. Чжан, Д., Лю, Т. и Шао, Ю. Поведение бетона в условиях карбонизации при атмосферных воздействиях, подвергнутого карбонизации на раннем этапе. Дж. Матер. Гражданский англ. 32 , https://doi.org/10.1061/(asce)mt.1943-5533.0003087 (2020).

    50. Цинь, Л., Гао, X., Су, А. и Ли, К. Влияние карбонизации на стойкость к сульфатам цементно-угольной пустой породы. Дж. Чистый. Произв. 278 , https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.123897 (2021).

    51. Монкман, С. Использование углекислого газа в свежем товарном бетоне промышленного производства. Международная конференция по устойчивому развитию бетона (2014 г.).

    52. «>

      Монкман, С., Макдональд, М., Хутон, Р. Д. и Сандберг, П. Свойства и долговечность бетона, полученного с использованием CO 2 в качестве ускорителя. Цем. Конкр. Композиции 74 , 218–224 (2016).

      КАС Статья Google ученый

    53. Монкман, С. Результаты испытаний технологии готовых смесей, http://info.carboncure.com/white-papers/ready-mixed-technology-case-study (2016).

    54. Монкман С., Макдональд М. и Хутон Д. Использование углекислого газа в качестве полезной добавки в товарный бетон. Международная конференция по устойчивому развитию бетона NRMCA 2015 (2015 г.).

    55. Эль-Хассан, Х., Шао, Ю. и Гуле, З. Продукты реакции в легком бетоне, отвержденном карбонизацией. Дж. Матер. Гражданский англ. 25 , 799–809 (2013).

      КАС Статья Google ученый

    56. «>

      Шао, Ю. Выгодное использование углекислого газа в производстве сборного железобетона (2014).

    57. Лю, Т. Влияние раннего отверждения карбонизации на устойчивость бетона к карбонизации при атмосферных воздействиях , магистерская диссертация по гражданскому строительству (Университет Макгилла, 2016).

    58. Zhang, D., Cai, X. & Shao, Y. Карбонизация сборного зольного бетона. Дж. Матер. Гражданский англ. 28 , https://doi.org/10.1061/(asce)mt.1943-5533.0001649 (2016).

    59. Чжан, Д. и Шао, Ю. Карбонизация на ранних этапах старения сборных железобетонных изделий. Констр. Строить. Матер. 113 , 134–143 (2016).

      КАС Статья Google ученый

    60. Институт устойчивых материалов Athena. Национальный и региональный контрольный отчет по оценке жизненного цикла члена NRMCA (в среднем по отрасли). (2014).

    61. Американский институт бетона. Требования строительных норм и правил для конструкционного бетона (ACI 318-08) и комментарии, 2008 г.).

    62. Мехта П.К. и Монтейро П.Дж. Микроструктура бетона, свойства и материалы. (2017).

    63. Геологическая служба США (USGS). Статистические данные и информация по металлургическому шлаку , https://www.usgs.gov/centers/nmic/iron-and-steel-slag-statistics-and-information?qt-science_support_page_related_con=0#qt-science_support_page_related_con (2019) .

    64. Коорннеф, Дж., ван Кеулен, Т., Фаай, А. и Туркенбург, В. Оценка жизненного цикла пылеугольной электростанции с улавливанием, транспортировкой и хранением CO2 после сжигания. Междунар. Дж. Грин. Газ. Контроль 2 , 448–467 (2008).

      КАС Статья Google ученый

    65. «>

      Рао, А. Б. и Рубин, Э. С. Техническая, экономическая и экологическая оценка технологии улавливания CO2 на основе аминов для контроля выбросов парниковых газов на электростанциях. Наука об окружающей среде &. Технология 36 , 4467–4475 (2002).

      КАС Статья Google ученый

    66. Сингх, Б., Стрёмман, А. Х. и Хертвич, Э. Оценка жизненного цикла электростанции комбинированного цикла на природном газе с улавливанием, транспортировкой и хранением углерода после сжигания. Междунар. Дж. Грин. Газ. Контроль 5 , 457–466 (2011).

      КАС Статья Google ученый

    67. Беллотти, Д., Ривароло, М., Магистри, Л. и Массардо, А.Ф. ТЭО завода по производству метанола из водорода и захваченного диоксида углерода. J. Использование CO2 21 , 132–138 (2017).

      КАС Статья Google ученый

    68. «>

      van der Giesen, C. et al. Тематическое исследование по оценке жизненного цикла производства электроэнергии на угле с прямым улавливанием CO 2 в воздухе при колебаниях влажности по сравнению с улавливанием после сжигания на основе MEA. Окружающая среда. науч. Технол. 51 , 1024–1034 (2017).

      ОБЪЯВЛЕНИЕ пабмед Статья КАС Google ученый

    69. Koiwanit, J. et al. Исследование по оценке жизненного цикла канадской системы улавливания углекислого газа после сжигания. Междунар. J. Оценка жизненного цикла. 19 , 357–369 (2013).

      Артикул КАС Google ученый

    70. Boot-Handford, ME et al. Улавливание углерода и обновление хранилища. Энергетика Окружающая среда. науч. 7 , 130–189 (2014).

      КАС Статья Google ученый

    71. «>

      Мец, Б., Огунладе, Д. и Де Конинк, Х. (ред.). Улавливание и хранение двуокиси углерода: специальный отчет Межправительственной группы экспертов по изменению климата. (Издательство Кембриджского университета, 2005 г.).

    72. Национальная лаборатория энергетических технологий. Улавливание двуокиси углерода на существующих угольных электростанциях. (2007).

    73. Фарла, Дж. К. и Крис, А. Хендрикс Блок, извлечение углекислого газа из промышленных процессов. Изменение климата 29 , 439–461 (1995).

      ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый

    74. Сингх Б., Стрёмман А. Х. и Хертвич Э. Г. Сравнительная экологическая оценка жизненного цикла технологий УХУ. Междунар. Дж. Грин. Газ. Контроль 5 , 911–921 (2011).

      КАС Статья Google ученый

    75. «>

      Socolow, R.D. et al. Прямой захват CO 9 в воздухе0204 2 с химическими веществами: оценка технологии для группы APS по связям с общественностью (Американское физическое общество, 2011 г.).

    76. Schreiber, A., Zapp, P. & Kuckshinrichs, W. Экологическая оценка производства электроэнергии в Германии на угольных электростанциях с улавливанием углерода на основе аминов. Междунар. J. Оценка жизненного цикла. 14 , 547–559 (2009).

      КАС Статья Google ученый

    77. Сингх Б., Стрёмман А. Х. и Хертвич Э. Г. Оценка экологического ущерба от улавливания и хранения углерода. J. Ind. Ecol. 16 , 407–419 (2012).

      КАС Статья Google ученый

    78. Программа исследований и разработок МЭА по парниковым газам. Улучшение выработки электроэнергии за счет улавливания CO после сжигания 2 . (2004).

    79. Волкарт К., Бауэр К. и Буле К. Оценка жизненного цикла улавливания и хранения углерода в электроэнергетике и промышленности в Европе. Междунар. Дж. Грин. Газ. Контроль 16 , 91–106 (2013).

      КАС Статья Google ученый

    80. Пент, М. и Хенкель, Дж. Оценка жизненного цикла улавливания и хранения углекислого газа на буроугольных электростанциях. Междунар. Дж. Грин. Газ. Контроль 3 , 49–66 (2009).

      КАС Статья Google ученый

    81. Фадейи, С., Арафат, Х. А. и Абу-Захра, М. Р. М. Оценка жизненного цикла комбинированного цикла природного газа, интегрированного с CO 2 улавливание после сжигания с помощью химического растворителя. Междунар. Дж. Грин. Газ. Контроль 19 , 441–452 (2013).

      КАС Статья Google ученый

    82. «>

      Khoo, H.H. & Tan, R.B.H. Исследование жизненного цикла CO 2 извлечение и секвестрация. Окружающая среда. науч.-техн. 40 , 4016–4024 (2006).

      ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый

    83. Корре, А., Ни, З. и Дурукан, С. Моделирование жизненного цикла производства электроэнергии на ископаемом топливе с улавливанием CO после сжигания 2 . Междунар. Дж. Грин. Газ. Контроль 4 , 289–300 (2010).

      КАС Статья Google ученый

    84. Леунг, Д.Ю.К., Караманна, Г. и Марото-Валер, М.М. Обзор текущего состояния технологий улавливания и хранения углекислого газа. Продлить. Поддерживать. Энергия Ред. 39 , 426–443 (2014).

      КАС Статья Google ученый

    85. Абу-Захра, М. Р. М., Шнайдерс, Л. Х. Дж., Нидерер, Дж. П. М., Ферон, П. Х. М. и Верстег, Г. Ф. CO 2 улавливание с электростанций: часть I. Параметрическое исследование технических характеристик на основе моноэтаноламина. Междунар. Дж. Грин. Газ. Контроль 1 , 37–46 (2007).

      КАС Статья Google ученый

    86. Локвуд Т. Сравнительный обзор технологий улавливания углерода следующего поколения для угольных электростанций. Energy Procedia 114 , 2658–2670 (2017).

      КАС Статья Google ученый

    87. Луис, П. Использование моноэтаноламина (МЭА) для улавливания CO 2 в глобальном сценарии: последствия и альтернативы. Опреснение 380 , 93–99 (2016).

      КАС Статья Google ученый

    88. Агентство по охране окружающей среды США. Источники выбросов парниковых газов , https://www.epa.gov/ghgemissions/sources-greenhouse-gas-emissions (2017).

    89. Reiter, G. & Lindorfer, J. Оценка источников CO 2 для применения в системах преобразования энергии в газ — тематическое исследование для Австрии. J. Использование CO2 10 , 40–49 (2015).

      КАС Статья Google ученый

    90. Rochelle, G. et al. Водный пиперазин как новый стандарт технологии улавливания CO2. Хим. англ. J. 171 , 725–733 (2011).

      КАС Статья Google ученый

    91. Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК). Специальный отчет МГЭИК об улавливании и хранении двуокиси углерода (2005 г.).

    92. Сконе, Т.Дж. и др. Руководство по анализу жизненного цикла использования диоксида углерода для программы использования и повторного использования углерода в США (Национальная лаборатория энергетических технологий, 2019 г. ).

    93. Министерство энергетики США. Обзор инфраструктуры трубопроводов CO2 в США (2015 г.).

    94. Монкман, С. Максимальное поглощение углерода и повышение производительности шлакосодержащих бетонов за счет ранней карбонизации Кандидатская диссертация (Университет Макгилла, 2008 г.).

    95. Эль-Хассан, Х. и Шао, Ю. Хранение углерода путем карбонизации бетонных блоков. J. Технология чистой энергии. 2 , 287-291, (2014).

    96. Monkman, S. & Yixin Shao, Y. Карбонизация шлакоцементного бетона для связывания CO 2 и улучшения характеристик. Дж. Матер. Гражданский англ. 22 , 296–304 (2009).

      Артикул КАС Google ученый

    97. Wei, P., Lu, Z. & Yuan, X. Моделирование методом Монте-Карло для независимого от момента анализа чувствительности. Надежность. англ. Сист. Саф. 110 , 60–67 (2013).

      Артикул Google ученый

    98. Кукурачи С., Боргоново Э. и Хейджунгс Р. Протокол для глобального анализа чувствительности моделей оценки воздействия при оценке жизненного цикла. Анальный риск. 36 , 357–377 (2016).

      КАС пабмед Статья Google ученый

    99. Равикумар Д. и др. Использование двуокиси углерода при отверждении или смешивании бетона может не принести чистой пользы для климата. CCU_Concrete_v1.0, https://doi.org/10.5281/zenodo.4308983 (2020 г.).

    Ссылки на скачивание

    Благодарности

    Авторы благодарят Хелен Хуншер и доктора Кристофа Манжена из Мичиганского университета за обратную связь, которая улучшила качество рукописи. Эта работа была поддержана Global CO 2 Инициатива, Центр устойчивых систем (CSS), Школа окружающей среды и устойчивого развития (SEAS) и программа Blue Sky Инженерного колледжа Мичиганского университета. Д.Р. провел и завершил исследование, представленное в этой рукописи, в Центре устойчивых систем Мичиганского университета, США. Д.Р. в настоящее время входит в состав Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL) США.

    Информация об авторе

    Авторы и организации

    1. Центр устойчивых систем (CSS), Школа окружающей среды и устойчивого развития (SEAS), Мичиганский университет, Анн-Арбор, Мичиган, США

      Двараканатх Равикумар, Грегори Кеолеян и Шели Миллер

    2. Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (NREL) ), Голден, Колорадо, США

      Двараканатх Равикумар

    3. Факультет гражданского и экологического строительства Мичиганского университета, Анн-Арбор, Мичиган, США

      Дуо Чжан и Виктор Ли

    4. Факультет машиностроения Мичиганского университета, Анн-Арбор, Мичиган, США

      Volker Sick

    Авторы

    1. Двараканатх Равикумар

      Вы также можете искать публикации этого автора 5 PubMed Google Scholar

    2. Duo Zhang

      Просмотр публикаций автора

      Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

    3. Gregory Keoleian

      Просмотр публикаций автора

      Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

    4. Шели Миллер

      Просмотр публикаций автора

      Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

    5. Volker Sick

      Посмотреть публикации автора

      Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

    6. Виктор Ли

      Просмотр публикаций автора

      Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

    Contributions

    Д. Р., Г.К. и С.М. спроектировал исследование. Д.Р. просмотрел литературу, сопоставил наборы данных, провел анализ и написал код Python. Д.Р. и Д.З. написал первый черновик рукописи. Г.К., С.М., В.С., Д.З., В.Л. способствовал улучшению анализа и визуальных эффектов, а также пересмотру рукописи.

    Автор, ответственный за переписку

    Переписка с Двараканатх Равикумар.

    Заявление об этике

    Конкурирующие интересы

    Авторы не заявляют об отсутствии конкурирующих интересов.

    Дополнительная информация

    Информация о рецензировании Nature Communications благодарит Mahmoud Reda Taha и других анонимных рецензентов за их вклад в рецензирование этой работы. Доступны отчеты о рецензировании.

    Примечание издателя Springer Nature остается нейтральной в отношении юрисдикционных претензий в опубликованных картах и ​​институциональной принадлежности.

    Дополнительная информация

    Дополнительная информация

    Файл рецензирования

    Права и разрешения

    Открытый доступ Использование, распространение, распространение этой статьи распространяется под лицензией Creative Commons. и воспроизведение на любом носителе или в любом формате, при условии, что вы укажете автора(ов) оригинала и источник, предоставите ссылку на лицензию Creative Commons и укажете, были ли внесены изменения. Изображения или другие сторонние материалы в этой статье включены в лицензию Creative Commons для статьи, если иное не указано в кредитной строке материала. Если материал не включен в лицензию Creative Commons статьи, а ваше предполагаемое использование не разрешено законом или выходит за рамки разрешенного использования, вам необходимо получить разрешение непосредственно от правообладателя. Чтобы просмотреть копию этой лицензии, посетите http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.

    Перепечатка и разрешения

    Об этой статье

    Дополнительная литература

    • К экономическому обоснованию минерализации CO2 в цементной промышленности

      • Тилль Струнге
      • Фил Ренфорт
      • Мейндерт Ван дер Спек

      Связь Земля и окружающая среда (2022)

    • Использование CO2 в переработанных строительных материалах: систематический обзор литературы 909:20

      • Нин Чжан
      • Бинь Си
      • Гуанхан Сун

      Журнал материальных циклов и обращения с отходами (2022)

    Комментарии

    Отправляя комментарий, вы соглашаетесь соблюдать наши Условия и Правила сообщества. Если вы обнаружите что-то оскорбительное или не соответствующее нашим условиям или правилам, отметьте это как неприемлемое.

    сталь | Состав, свойства, типы, сорта и факты

    производство

    Посмотреть все СМИ

    Ключевые люди:
    Эндрю Карнеги Генри Бессемер Сэр Уильям Сименс Джон Огастес Роблинг Чарльз М. Шваб
    Похожие темы:
    Дамасская сталь углеродистая сталь литая сталь мартенситная сталь перлит

    Просмотреть весь связанный контент →

    Резюме

    Прочтите краткий обзор этой темы

    сталь , сплав железа и углерода, в котором содержание углерода колеблется до 2 процентов (при более высоком содержании углерода материал определяется как чугун). На сегодняшний день это наиболее широко используемый материал для строительства инфраструктуры и промышленности в мире, он используется для изготовления всего, от швейных иголок до нефтяных танкеров. Кроме того, инструменты, необходимые для изготовления таких изделий, также изготавливаются из стали. Как показатель относительной важности этого материала, в 2013 году мировое производство необработанной стали составило около 1,6 миллиарда тонн, а производство следующего по важности технического металла, алюминия, составило около 47 миллионов тонн. (Для списка производства стали по странам, см. ниже Мировое производство стали.) Основными причинами популярности стали являются относительно низкая стоимость ее производства, формовки и обработки, изобилие двух сырьевых материалов (железная руда и лом) и беспрецедентный ассортимент механические свойства.

    Свойства стали

    Основной металл: железо

    Изучение производства и структурных форм железа от феррита и аустенита до легированной стали

    Посмотреть все видео к этой статье

    Основным компонентом стали является железо, металл, который в его чистое состояние ненамного тверже меди. За исключением самых крайних случаев, железо в твердом состоянии, как и все другие металлы, поликристаллично, т. е. состоит из многих кристаллов, смыкающихся друг с другом на своих границах. Кристалл — это хорошо упорядоченное расположение атомов, которые лучше всего можно представить в виде сфер, соприкасающихся друг с другом. Они упорядочены в плоскостях, называемых решетками, которые особым образом проникают друг в друга. Для железа расположение решетки лучше всего представить единичным кубом с восемью атомами железа в углах. Важным для уникальности стали является аллотропность железа, то есть его существование в двух кристаллических формах. В объемно-центрированной кубической (ОЦК) конфигурации в центре каждого куба находится дополнительный атом железа. В гранецентрированной кубической (ГЦК) конфигурации в центре каждой из шести граней единичного куба находится один дополнительный атом железа. Существенно, что стороны гранецентрированного куба или расстояния между соседними решетками в ГЦК конфигурации примерно на 25 процентов больше, чем в ОЦК компоновке; это означает, что в ГЦК-структуре больше места, чем в ОЦК-структуре, для удержания инородных ( , т. е. сплавов) атомов в твердом растворе.

    Железо имеет аллотропию ОЦК ниже 912°C (1674°F) и от 1394°C (2541°F) до температуры плавления 1538°C (2800°F). Называемое ферритом, железо в его ОЦК-образовании также называется альфа-железом в диапазоне более низких температур и дельта-железом в зоне более высоких температур. Между 912° и 1394°С железо находится в ГЦК-порядке, который называется аустенитным или гамма-железом. Аллотропное поведение железа сохраняется, за немногими исключениями, в стали, даже когда сплав содержит значительное количество других элементов.

    Существует также термин бета-железо, который относится не к механическим свойствам, а скорее к сильным магнитным характеристикам железа. Ниже 770 ° C (1420 ° F) железо является ферромагнитным; температуру, выше которой он теряет это свойство, часто называют точкой Кюри.

    Викторина «Британника»

    Строительные блоки предметов повседневного обихода

    Из чего сделаны сигары? К какому материалу относится стекло? Посмотрите, на что вы действительно способны, ответив на вопросы этого теста.

    В чистом виде железо мягкое и обычно непригодно для использования в качестве конструкционного материала; основной метод его упрочнения и превращения в сталь — добавление небольшого количества углерода. В твердой стали углерод обычно встречается в двух формах. Либо он находится в твердом растворе в аустените и феррите, либо находится в виде карбида. Форма карбида может быть карбидом железа (Fe 3 C, известным как цементит) или карбидом легирующего элемента, такого как титан. (С другой стороны, в сером чугуне углерод проявляется в виде чешуек или скоплений графита из-за присутствия кремния, подавляющего образование карбидов.)

    Воздействие углерода лучше всего иллюстрируется диаграммой равновесия железа и углерода. Линия A-B-C представляет точки ликвидуса (, т. е. температуры, при которых расплавленное железо начинает затвердевать), а линия H-J-E-C представляет точки солидуса (при которых затвердевание завершается). Линия A-B-C показывает, что температура затвердевания снижается по мере увеличения содержания углерода в расплаве железа. (Это объясняет, почему серый чугун, содержащий более 2 процентов углерода, обрабатывается при гораздо более низких температурах, чем сталь.) Расплавленная сталь, содержащая, например, 0,77 процента углерода (показана вертикальной пунктирной линией на рисунке), начинает затвердевает при температуре около 1475 ° C (2660 ° F) и полностью затвердевает при температуре около 1400 ° C (2550 ° F). С этой точки и ниже все кристаллы железа находятся в аустенитной — , т. е. ГЦК — компоновка и содержат весь углерод в твердом растворе. При дальнейшем охлаждении резкое изменение происходит примерно при 727 ° C (1341 ° F), когда кристаллы аустенита превращаются в тонкую пластинчатую структуру, состоящую из чередующихся пластинок феррита и карбида железа. Эта микроструктура называется перлитом, а изменение называется эвтектоидным превращением. Перлит имеет твердость алмазной пирамиды (DPH) примерно 200 кгс на квадратный миллиметр (285 000 фунтов на квадратный дюйм), по сравнению с DPH 70 кгс на квадратный миллиметр для чистого железа. Охлаждающая сталь с более низким содержанием углерода ( , например, 0,25 процента) дает микроструктуру, содержащую около 50 процентов перлита и 50 процентов феррита; это мягче, чем перлит, с DPH около 130. Сталь с содержанием углерода более 0,77%, например, 1,05%, содержит в своей микроструктуре перлит и цементит; он тверже перлита и может иметь DPH 250.

    Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

    Конструкция вагранки

    оптимизирует процессы плавки

    Опубликовано

    В предыдущих статьях этой серии рассматривалась роль атомов оксида железа и свободного кислорода в процессах плавки в вагранке. Оба эти фактора являются важными для литейных заводов, стремящихся максимизировать работу вагранки. Предполагая, что образование оксида железа в вагранке было решено и противодействовать ему, следующим шагом для операторов является внесение изменений, необходимых для максимального повышения термической эффективности вагранки.

    Во время цикла плавки вагранки кокс сжигается для получения тепла. Максимальное тепловыделение происходит в желобе фурмы или немного выше него. Поскольку в дутьевом воздухе, достигающем ниже уровня фурмы, кислород не содержится, там не происходит горения кокса; следовательно, тепло не выделяется ниже уровня фурмы. Поэтому вся тепловая энергия ниже уровня фурм должна передаваться из горячей зоны каналов фурм.

    Капли расплавленного железа, спускающиеся через горячую зону, обеспечивают механизм теплопередачи. Тепло отбирается у капель по мере их опускания на дно вагранки, передавая тепло находящимся там коксу и шлаку. Чем больше расстояние между уровнем фурмы и дном вагранки, тем больше количество кокса и шлака контактирует с каплями расплава. Эта важная деталь конструкции вагранки — возвышение фурмы над леткой — будет рассмотрена более подробно.

    Тепловая энергия, вырабатываемая коксом, зависит от количества кокса. Заданный расход кокса дает конечное количество тепловой энергии. Тепловой КПД вагранки определяет, как доступная тепловая энергия делится между явным теплом, выделяемым расплавленному чугуну, и теплом, отводимым в вагранку; выхлопные газы, шлак и т. д.

    Удерживаемый шлак представляет собой жидкость и поэтому передает тепло корпусу вагранки и огнеупору гораздо быстрее, чем куски кокса. Объем оставшегося шлака внутри вагранки практически неизвестен для большинства операций с вагранкой. Свидетельства того, что жидкий шлак поднимается и достигает уровня фурмы, являются обычным явлением. Как правило, уровень фурмы находится почти на 40 дюймов выше летки, что приводит к образованию больших объемов нежелательного шлака внутри действующих вагранок.

    Регулятор гидравлического давления. Объем удерживаемого шлака внутри вагранки регулируется гидравлической взаимосвязью, создаваемой высотой металлической перемычки и противодавлением внутри вагранки, давит на слой шлака, и — весом шлака, давит на расплавленный чугун водохранилище, созданное металлической плотиной. Металлическая заслонка устанавливает железный резервуар, который необходимо вытолкнуть из летки, прежде чем более легкий шлак сможет выйти из летки. Другими словами, сила, действующая на резервуар с расплавленным металлом, представляет собой давление, создаваемое внутри вагранки за счет дутьевого воздуха и веса шлака поверх расплавленного металла.

    Противодавление внутри печи обычно не измеряется ни на одной вагранке. Однако, когда для этого предпринимаются чрезвычайные усилия, зарегистрированное давление сильно отличается от рабочего противодавления, зарегистрированного приборами, предоставленными изготовителем вагранки. Указанное нормальное противодавление включает в себя сопротивление воздушной струи из-за ограниченной конструкции фурм, фурменных труб, аэродинамической камеры и т. д. указанное противодавление купола. Операторы вагранки годами вводились в заблуждение ошибочными показаниями давления.

    В большинстве вагранок есть «безопасные фурмы», представляющие собой дренажные отверстия, посредством которых давление струи герметизируется тонкими алюминиевыми пластинами; предназначен для мгновенного плавления и открытия для потока металла, если жидкий чугун поднимется до уровня, на котором установлены эти пластины. Как правило, предохранительные фурмы устанавливаются примерно на 14-17 дюймов ниже уровня водоохлаждаемых фурм.

    Вагранка не позволяет легко измерить внутреннее давление, создаваемое нагнетаемым воздухом. Производители куполов должны изменить это и использовать простые порты давления, которые обеспечат точное давление внутри купола и облегчат точную регулировку высоты металлической плотины.

    Оптимизация течения металла. Один из методов, используемых для определения внутреннего рабочего противодавления, заключается в установке манометра через алюминиевую «выжигаемую» пластину в предохранительной фурме. Проблема, с которой сталкиваются в большинстве вагранок, использующих этот метод, заключается в том, что предохранительная фурма быстро забивается шлаком во время запуска расплава, поэтому можно лишь быстро определить внутреннее давление. Но противодавление, полученное при прожоге пласта перед плавлением, можно получить и сравнить с «нормальным» значением противодавления. Таким образом, можно установить взаимосвязь между фактическим противодавлением внутри вагранки и «нормальным» противодавлением в вагранке.

    Шлак, образующийся во время цикла плавки, накапливается внутри вагранки в соответствии с гидравлическим соотношением; «высота металлической перемычки» составляет примерно пять унций на дюйм высоты перемычки и компенсируется внутренним противодавлением, создаваемым продувочным воздухом и массой шлака на расплавленный металл.

    Потери тепловой энергии с остаточным шлаком составляют большую часть всех тепловых потерь. Тем не менее, лишь немногие операции вагранки связаны с высоким уровнем остаточного шлака. Это должно измениться. Необходимо повысить обеспокоенность операторов, чтобы свести к минимуму объем остаточного шлака внутри вагранки.

    Фактическое внутреннее противодавление указывает на существование максимального давления 2-8 унций. Для определения типичного давления необходимы дополнительные измерения. Но пять унций обратного давления компенсируют один дюйм металлической перемычки. Большинство вагранок работают с металлическими перемычками чрезмерной высоты, создавая условия остаточного шлака, близкие к уровню фурмы, которые сегодня препятствуют плавке вагранки.

    Вагранщики на заметку: проверьте высоту металлической заслонки в вашей печи — и проверьте время появления шлака после выпуска. Время является точным индикатором уровня остаточного шлака (цель в течение 7-8 минут) и надлежащей высоты плотины.

    Управление объемами шлака. После выпуска вагранки расплавленный металл выходит обратно в вагранку и устанавливает свою высоту над леткой относительно высоты металлической перемычки. Гидравлический баланс, рассмотренный ранее, вступает в силу. Шлак не может выйти из летки, пока не будет преодолен гидравлический баланс.

    После выпуска шлак продолжает накапливаться внутри вагранки до тех пор, пока весь расплавленный чугун не будет вытеснен из вагранки. В этот момент шлак с более низкой плотностью вытекает из летки, и достигается установившийся уровень остаточного шлака.

    Время, прошедшее до вытекания шлака после выпуска, служит хорошим индикатором уровня остаточного шлака внутри вагранки и необходимости уменьшения высоты металлической перемычки. Многие вагранки не начинают зашлаковываться в течение часа и более. Простые расчеты укажут объем шлака внутри вагранки. Операторы вагранки должны осознавать, что объем шлака отнимает тепло у плавящегося чугуна.

    Многие нежелательные химические реакции между шлаком и металлом происходят в слое остаточного шлака. Большой объем оставшегося шлака способствует увеличению времени контакта, которое выдерживает капля расплава во время своего движения вниз. Что касается удаления кремния извести из расплавленного чугуна, то в одном случае уменьшение металлической перемычки на два дюйма значительно уменьшило потери кремния.

    Вагранки с соответствующей высотой металлической заслонки должны обеспечивать вытекание шлака через летку в течение 10 минут.

    Уровни остаточного шлака определяют потери тепла / тепло, отбираемое из капель металла. Спускающиеся капли расплавленного металла непрерывно нагревают весь оставшийся внутри вагранки шлак. Незначительное снижение уровня остаточного шлака внутри вагранки привело к повышению температуры металла на 75°F и более. Вагранки эффективно работают с 2-3-дюймовыми. металлические дамбы.

    Регулировка давления вагранки. Позже в этом году Mastermelt представит конструкцию подвижной металлической перемычки для передних коробов вагранки, предназначенную для подъема и опускания при колебаниях внутреннего противодавления. Это устройство нельзя использовать до тех пор, пока химия шлака не будет усовершенствована для удаления оксида железа. Должен существовать сыпучий, нелипкий, не образующий корки шлак, чтобы подвижные огнеупоры плотины могли скользить сами по себе, не разрывая контактирующие поверхности. Этот тип ваграночного шлака в настоящее время производится в раскисленных вагранках, но этот процесс малоизвестен. Тем не менее, это критический аспект новой технологии подвижной металлической плотины.

    Шлак, образующийся во время обычных циклов плавки вагранки, образуется из расплавленной коксовой золы/остатка, расплавленного налипшего песка и грязи, побочных продуктов реакций окисления, протекающих внутри вагранки, и расплавленной извести. Коксовая зола состоит в основном из кремнезема, SiO 2 , и составляет примерно 8% массы кокса.

    Побочные продукты окисления, содержащиеся в шлаке, в основном представляют собой SiO 2  и MnO. Многие вагранки работают с 35% потерь при окислении кремния/марганца. Известь добавляется для снижения температуры плавления составного шлака. При раскислении в шлаке содержится меньше кремнезема, что позволяет уменьшить объем добавки извести.

    Термическая эффективность вагранки. К обзору:
    1) Расход кокса определяет количество тепла, доступного для плавления и перегрева чугуна.
    2) Высота металлической перемычки определяет объем шлака, удерживаемого внутри вагранки.
    3) Определить высоту металлической плотины по фактическим эксплуатационным данным купола.

    About the author

    Related Posts

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *