Отходы можно применять:
в качестве мелкого заполнителя;
как сырье для получения пористых материалов методом агломерации;
в качестве заполнителя и минерального порошка в асфальтобетонах;
как тощающую добавку (вместо кварцевого песка).
Железистые кварциты преимущественно состоят из оксидов железа и кремнезема. Непригодные для обогащения материалы вывозятся в отвалы, однако из них можно получать заполнитель для особо тяжелого бетона.
Железные кварциты могут использоваться как мелкий и крупный заполнитель для бетонов.
Свойства: он = 2650…3070 кг/м3;
Rсж =9000 * 104 … 11000 * 104 Па
Коэффициент размягчения – 0.81…0.9
Дробимость 12.2 – 17 %;
Марка по Др – 1000…1200;
Пустотность 40…50 %
Пористость 0.2 – 4 %
Из отходов химической промышленности для производства строительных материалов наиболее ценным являются шлаки, железистые, гипсосодержащие и др . К высоко железистым относятся: пиритные огарки, колошниковая пыль – отход доменного производства, железный шлам – отход производства анилина.
Пиритные огарки. Используют как высоко железистую добавку. Это лишь часть используемая в цементной промышленности. В основном производство серной кислоты из серного колчедана.
Экологическая вредность пиритных огарков – содержит небольшое количество мышьяка. Лучшее решение – переработка в Fe, в промышленном масштабе не решена. Обычно количество пиритных огарков в пересчете на Fe2O3 – пределах 2…5 % (С4АF).
Во львовском политехническом институте разработана технология высоко железистого цемента.
Исходные: мел – 60 %, огарки – 40 %. Обжигают при t = 1220 – 1250 С. В полученном клинкере преобладают ферриты и алюмоферриты кальция.
Свойства цементов: нормальные сроки при введении до 3 %. R28 = М150, М200.
При пропаривании и автоклавировании увеличивается в 2 – 2.5 раза. ПО могут быть добавкой и основным сырьем при производстве ИПЗ. Как добавка – 2…4 % для увеличения газотворной способности глин при получении керамзита, особенно в закислой форме (FеО), действуют как плавни, уменьшают температурный интервал.
Железосодержащие добавки в стеновой керамике кроме снижения объема, улучшают цветовые характеристики. Красный железооксидный пигмент (близок к железному сурику) устойчив к действию щелочей, кислот и светостоек.
Карбонатные отходы: СаСО3 – вызывают размягчение по всей структуре, карбидная известь Са2С+Н2О = Са(ОН)2+С как отход при газосварочных работах. Применяются в вяжущих (известково-керамзитных).
Состав: 8 % активных СаО и 20 % молотого песка. Совместный помол повышает количество вяжущего в 2 раза. При автоклавировании достигается Rсж =16…26 мПа, причем в качестве кремнеземистых могут быть использованы:
горелая порода;
отвальный доменный шлак.
Гипсосодержащие отходы и материалы. К ним относятся фосфогипс (при производстве фосфорной ки-ты). При обычной технологии получаются низкокачественные выжущие. Для сравнения НГ гипса 50…40 %, борогипса – 120…130 %. Отрицательно влияют примеси (остатки кислоты) – нейтрализуют известь. Для придания водостойкости добавляют цемент и пуццолановую добавку.
Получают фосфогипс при производстве фосфорной кислоты, на 1 т к-ты образуется 3.6 – 6.2 т отхода. На некоторых предприятиях количество отхода достигает 2.5 млн. т/год. Аналогичные отходы – борогипс, фторогипс и др. объемы выхода борогипса более 400 тыс. т/год.
Использование дробленых бетонов бывших в употреблении.
Обычно подвергают дроблению и фракционированию заполнители. При повторном использовании получают бетон такой же прочности (иногда на 10 % меньше)
увеличивается деформативность бетона, причем она тем больше, чем меньше крупность заполнителя и прочность бетона;
модуль упругости снижается на 7…18 %;
в некоторых случаях увеличивает морозостойкость.
Цементная пыль. При производстве цементов. Общее количество улавливаемой пыли на цементных заводах составляет до 30 % от объема выпускаемой продукции. Основная масса пыли состоит из смеси обожженной глины и не разложившегося известняка. Минеральный состав достаточно сложный – до 20 минералов:
основные : С2S и С2S , двухкальцевый феррит 10…12 %,СuKF – 10…12 %, СаО – 2…14 %, щелочей - 1…8 %.
Утилизируют добавляя 5…15 % к сырьевому шламу при повышенном количестве – происходит загустевание шлама и снижение качества клинкера.
Используют при производстве силикатных бетонов, так как компоненты активно реагируют с SiО2 при запаривании. Высоко щелочную смесь используют при производстве фарфора.