Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Одеська державна академія будівництва та архітектури

Кафедра будівельних матеріалів

Методичні вказівки та завдання

для виконання розрахунково-графічної роботи

з дисципліни

«Переробка та утилізація відходів міського господарства»

Для студентів денної та заочної форм навчання

Напряму 6.060101 «Будівництво»

Спеціальний вид діяльності

«Міське будівництво та господарство»

Одеса – 2013

УДК 691.33 «ЗАТВЕРДЖЕНО»

Вченою Радою

Будівельно-технологічного інституту

Протокол № 8 від 26 квітня 2012 р.

Укладач: д.т.н., професор Кучеренко О.А.

Рецензенти:

Барабаш І.В., д.т.н., проф. кафедри

«Міське будівництво та господарство»

Кузьменок К.К.

Провідний інженер технолог будівельної асоціації

«Будова»

За двома останніми цифрами номера залікової книжки вибирають варіант. Виписують вихідні дані для розрахунку. Розраховують три склади бетону в залежності від змінних факторів (три цифри в одному стовпчику). Будують графіки залежності витрати цементу та води від змінних факторів. Вибирають найбільш економічний склад. За даними лабораторних робіт знаходять оптимальний витрат відходу. Замінюють їм частину цементу або заповнювача. Розраховують економічну ефективність використання відходу за рахунок різної вартості матеріалів бетону та відходу

Відповідальний за видання: завідуючий кафедрою “Будівельні матеріали”

професор Кучеренко О.А.

ЗАВДАННЯ

Відходи виробництва та споживання (далі - відходи) - залишки сировини, матеріалів, напівфабрикатів, інших виробів чи продуктів, які утворилися в процесі виробництва чи споживання, а також товари (продукція), які втратили свої споживчі властивості. Переробка - (інші терміни: вторинна переробка, рециклінг відходів, рециклювання та утилізація відходів) - повторне використання або повернення в оборот відходів виробництва. Найбільш поширена вторинна, третинна і т. ін. переробка в тому чи іншому масштабі матеріалів, званих відходами. Переробка відходів. Побутові та промислові відходи різноманітні за крупності, вологості, щільності і багатьом іншим властивостям і тому відразу утилізувати їх, тобто ввести їх до складу бетону, полімеру або будь-якого іншого будівельного матеріалу, неможливо це означатиме ввести в будівельний матеріал елементи неоднорідності, що зменшить його міцність і довговічність. Мета переробки відходів - підготовка їх до утилізації в промисловості будівельних матеріалів, тобто довести їх до стану однорідності за тими показниками, які вимагають нормативні документи: міцність, щільність, вологість, зерновий склад та ін. Для цього їх переробляють, допрацьовують, облагороджують, тобто за фізико-механічними показниками доводять до вимог нормативних документів (ДСТУ, ДБН, ГОСТ та ін) Вид переробки та вживане обладнання. Дроблення. В ході дроблення тверді шматки матеріалу розбиваються на більш дрібні, при цьому механічним шляхом долаються молекулярні сили зчеплення всередині твердого тіла або частинок тіла між собою. Дробити матеріал доцільніше в кілька стадій. Зазвичай велике, середнє чи дрібне дроблення здійснюють у дві і три стадії. В результаті крупного дроблення отримують продукт з верхньою межею крупності 100-150 мм і більше. При середньому дробленні зменшується крупність матеріалу від 100-150 і максимально 200 до 10-12 мм, при дрібному - з 20-100 до 3-10 мм. Основний показник - ступінь ізмельчіння - характеризує роботу дробильної установки. Ступінь ізмельчіння відходів визначається відношенням поперечника найбільших шматків, що надходять в дробарку до максимального поперечнику роздроблених в ній шматків. Або ступінь ізмельчіння характеризується відношенням ширини завантажувального отвору дробарки до ширини випускної щілини, для конусних від 10 до 20. Для молоткової однороторної від 10 до 12 і двороторної від 15 до 20, валкової від 3 до 4 для твердих порід і від 10 до 15 для слабких і м'яких порід. Щокові дробарки вибирають для крупного і середнього дроблення відходів. Продуктивність їх залежить від характеристики вихідної сировини, розмірів шматків і розвантажувального отвору, а також технічної характеристики іх. Зазвичай ступінь ізмельчіння становить: для щокових дробарок від 4 до 6. Їх переваги в простоті конструкції, догляду та ремонту, малої маси, але підвищеної енергоємності, періодичність роботи замазування обладнання та різних шматків продукту. Молоткові дробарки застосовують для одностадійного дроблення з отриманням зерен розміром до 25 мм і для вторинного дроблення від 100-300 мм до розміру зерен до 15 мм і менше. На глинисті породи, вапняків та інших тендітних необразівних порід. Їх застосовують, в основному, коли потрібна велика ступінь подрібнення продукту. Валкові дробарки застосовують для середнього дроблення м'яких і середніх порід (шлаки, вугілля тощо). Ступінь подрібнення в них досягає 10-15 для м'яких і до 3-4 для твердих відходів. Одновалкові і щічні-валкові дробарки рекомендують для дроблення порід середньої твердості (вапняки, мергелі, сланці та ін.) зі ступенем подрібнення 15 і більше. Конусні дробарки застосовують для переробки матеріалів абразивних і великої твердості. Для великого дроблення від 300-1500 до 50-200 мм зі ступенем подрібнення 5-6; для середнього – від 75-350 до 15-50 мм зі ступенем подрібнення 6-8; для дрібного і середнього - 30-75 мм до 3-15 мм зі ступенем подрібнення 8-15мм; Помел сировинних матеріалів виробляють в млинах: барабанних з кульовим завантаженням (кульові млини); якщо замість куль застосовують стрижні (стрижневі млини), а якщо гальку (галькові млини). Крім кульових застосовують млини: конічні, трубні, валкові, роликові шахтні, аеробільні. Види помелу: - Грубий - при розмірі зерен продукту 0,3-1,5 мм; - Тонкий - 0,07-0,1 мм;. - Надтонкий - 5-10 мкм і нижче. Сортування. Її здійснюють способами: механічним (грохочення), повітряним або магнітним (сепарація), гідравлічним (класифікація). З урахуванням простоти і ефективності частіше застосовують механічний спосіб сортування. Для цього застосовують грохоти: стаціонарні і рухомі; барабанні та сито-бурат; інерційні й вібраційні.  Сушка з метою відходу різної вологості- висушити повністю або довести до мінімальної, але однорідної вологості. Випал з метою перетворення розплавлених компонентів гірської породи в рідку фазу, яка закупорить пори і капіляри, а також як «цемент високих температур», охолоджуючись перетворюється на міцну однорідну склообразну фазу, склеювати інші тугоплавкі компоненти матеріалу (цегли, зерна, гранули і т.ін .). Утилізація - поховання перероблених (підговленних до поховання) або не підлягають переробці відходів. При цьому утилізація відходів повинна бути в області виробництва тільки будівельних матеріалів.

На підставі вихідних даних варіантів завдань (табл.1) необхідно визначити:

1. Витрати компонентів на 1м³ бетону.

2. Вартість компонентів 1м³ бетону.

3. Побудувати графіки залежності витрат складових бетону та його вартості залежно від одного зі змінюваних факторів (рухливість, жорсткість, насипна щільність заповнювача, марка цементу та ін.).

4. Зробити висновки про вплив цих факторів на витрату складових бетону.

5.Вибрати найбільш економічний склад бетону з урахуванням вартості його складових:

Портландцемент за одну тонну

М400 - 800 грн;

М500 - 900 грн;

М600 - 1000 грн

Керамзитовий гравій за 1 м3 - 250 грн.

Щебінь за 1 м³ - 150 грн.

Керамзитовий пісок за 1 м³ - 170 грн.

Кварцовий пісок за одну тонну - 80 грн.

Вода за 1 м³ - 15 грн.

Відходи:

зола-винесення 1 т - 75 грн;

феррон заводу «Стальканат» м.Одеси 1 т - 10 грн;

камнепиління 1 т - 20 грн.

Варіанти завдання Таблиця 1

Показники	№№ варіанту
	00 26			01 27	02 28	03 29	04 30		05 31		06 32	07 33		08 34	09 35		10 36	11 37		12 38	13 39		14 40		15 41	16 42	17 43	18 44		19 45				20 46	21 47		22 48	23 49	24 50		25
Марка бетону	150				100 150 200	150	200					150 200 250		150			300			150 200 300	300					200 250 300	300	400							300		400				150 200 250
Жорсткість бетонної суміші, с	-			-	-	30 60 120	-		-		60 90 120	-		-	-		-	30 90 150		-	-		80		80 110 150	-	30 100 200					50					60 120 180	-			90
Рухомість бетонної суміші, ОК, см	5			2 7 11	10	-	3		5 8 12		-	8		10			3	-		5	4 8 12		-		-	8	-	2 6 11		2		-			8		-	1 5 12	5		-
Вид цементу	ШЛАКОПОРТЛАНДЦЕМЕНТ																ПОРТЛАНДЦЕМЕНТ
Характеристики вживаних матеріалів
Марка цементу		200 300 400	300					300 400 500		400			300			300 400 500			400			300 400 500		400					500				400 500 550			500			400 500 550	400
Істинна щільність, г/см^3 - цементу - піску щебеню(гравію)		3,1 2,64 2,62						3,05 2,65 2,70					3,1 2,6 2,62		3,05 2,73 2,65	3,15 2,65 2,78								3,15 2,63 2,75					3,15 2,63 2,7		3,15 2,63 2,6		3,2 2,64 2,7
Насипна щільність, г/см^3 - цементу - піску щебеню(гравію)		1,25 1,40 1,4						1,35 1,35 1,45							1,30 1,45 1,35									1,25 1,35 1,45									1,35 1,5 1,45
Вид крупного заповнювача		ЩЕБІНЬ						ГРАВІЙ					ЩЕБІНЬ		ГРАВІЙ	ЩЕБІНЬ								ГРАВІЙ					ЩЕБІНЬ										ГРАВІЙ
Отход городского хозяйства		феррон														зола-винесення
Найбільша крупність заповнювача, мм		20						10					10 20 40			10								40					10		5 10 40		40						40
Об’єм бетонозмішувача, л		150						250					500											150					250										500

Показники		№№ варіанту
		51 76	52 77		53 78		54 79		55 80		56 81		57 82		58 83	59 84	60 85	81 86	62 87	63 88	64 89	65 90	66 91	67 92	68 93	69 94	70 95	71 96	72 97	73 98	74 99	75
Марка бетону		100					350									300				250				400					250
Жорсткість бетонної суміші, с		30 60 90			110						60 100 180		80		50 110 200					50 100 170				50 100 200			120	40 120 1700			60	60 120 200
Рухомість бетонної суміші, ОК, см			1 5 12				8										2 5 8	2	8		1 5 9	3	8		2 5 9	11			2 5 8	12
Вид цементу		ПОРТЛАНДЦЕМЕНТ																						ШЛАКОПОРТЛАНДЦЕМЕНТ
Характеристики вживаних матеріалів
Марка цементу	600			600		400 500 600		400						400 500 600	500			400 500 550	600			500 550 600		500	500	400 500 600	-	550	400	400 500 600	500	500
Істинна щільність, г/см^3 - цементу - піску -щебеню(гравію)	3,15 2,6 2,72															3,0 2,6 2,7										2,95 2,62 2,72
Насипна щільність, г/см^3 - цементу - піску -щебеню(гравію)	1,3 1,55 1,45															1,3 1,5 1,4										1,31 1,53 1,42
Вид крупного заповнювача	ЩЕБІНЬ									ГРАВІЙ							ЩЕБІНЬ				ГРАВІЙ						ЩЕБІНЬ				ГРАВІЙ
Отход городского хозяйства	камнепиління																				по выбору, но отличного от имеющегося в задании
Найбільша крупність заповнювача, мм	20			20		20		10 20 40		10 20 40		20		20	20	20	20	20	10 20 40	20	20	20	40	10	10	10	10 20 40	10	10	10	10 20 40	10
Об’єм бетонозмішувача, л	1000															1200										2400