CC BY
1
УДК 691.175.5/.8
ПРОИЗВОДСТВО СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
ПОЛИМЕРОВ
С. Д. Нефедов, А. Р. Набережнов, А. Д. Вершинский Научные руководители - А. Ю. Галаганова*, И. А. Заикина
Ачинский колледж отраслевых технологий и бизнеса Российская Федерация, 660150, г. Ачинск, ул. Декабристов, 33 Е-mail*: alya0887@mail.ru
В работе предложена технология производства строительного материала с использованием пластикового мусора. Пластик имеет большой ресурс прочности, возможность добычи из отходов. Такой материал будет полезен для строительства объектов ракетно-космического назначения.
Ключевые слова: черепица, пластик, переработка мусора, строительный материал PRODUCTION OF BUILDING MATERIALS USING POLYMER
S. D. Nefedov, A. R. Naberezhnov, A. D. Vershinskij Scientific supervisors - A. Y. Galaganova, I. A. Zaikina*
Achinsk College of Industry Technologies and Business
33, Dekabristov st., Achinsk, 662153, Russian Federation Е-mail*: alya0887@mail.ru
The work offers the technology of building material production using plastic waste. Plastic has a large resource of strength, the possibility of extraction from waste. This material will be useful for the construction of rocket and space facilities.
Keywords: roof tile, plastic, waste recycling, building materials.
Технический прогресс закономерно привел человечество к освоению космоса, к увеличению объектов ракетно-космического назначения, которые нуждаются в строительном материале. Кроме того, технический подъем привел не только к росту экономики, к быстрому развитию технических средств, но и породил проблему отходов, которая стала актуальной для всего мира. Почти 2/3 хозяйственно-бытовых отходов, вывозимых на полигоны, приходится на население и промышленные объекты. Особое внимание заслуживает «пластиковый мусор». В городе Ачинск этот вид мусора составляет 21% или 2310 т. в год. Необходимость поиска применения использованного пластика в различных отраслях сегодня особенно важно. В данной статье предлагается создание комплекса по производству строительных и отделочных материалов (на примере черепицы) с использованием полимерных отходов.
Данное производство было выбрано не случайно. Пластик с полигонов становится неиссякаемым источником сырья для производства строительного материала. Зарабатывая на производстве стройматериала, решается глобальная проблема окружающей среды в городе Ачинске. Высокорентабельный бизнес по производству данного строительного материала можно начать, даже не обладая специальными знаниями в области производства стройматериалов. За счет простоты, надежности и прочности оборудования, а главное
Секция «Молодежь, наука, творчество»
дешевизны сырья, расходы по организации производства сведены к минимуму [1]. Ведь сырьём для производства являются песок и пластиковый мусор.
Черепица, изготовленная из пластика, намного практичнее и долговечнее других материалов. Среди множества кровельных материалов, представленных на рынке, черепица была и остается ультрамодной, являясь символом хорошего вкуса, стабильности и благополучия [2]. Кроме того данный материал обладает рядом преимуществ: имеет низкую теплопроводность, абсолютную водонепроницаемость, устойчивость к плесени, к резким перепадам температуры, благодаря чему изделия выдерживают более 150 морозоциклов. Немаловажным будет отметить низкую себестоимость материала из-за дешевизны сырья и, как следствие, невысокую отпускную цену.
В производстве черепицы допустимо использование всех видов полимера, а также изделия из них, утратившие свою потребительскую ценность (отходы). Таким образом, в производство идёт практически любой полимер, присутствующий на свалках, причем наличие грязи, этикеток, остатков масел, пищевых продуктов не скажутся на качестве готовой продукции благодаря высокой температуре и особенности технологического процесса [3].
Используемый песок может быть любым. Главное, содержание примесей глины не должно превышать 20%. Песок, добываемый в нашем городе, содержит до 1,5% глины. Влажность песка должна составлять 10-15%. При более высоких показателях рекомендуется использовать агрегат для сушки песка. Нежелательно присутствие камней и других элементов размером в диаметре более 7мм ввиду возможного выхода из строя оборудования. Рекомендуемый краситель - синтетический оксид железа, обладающий высокой окрашивающей способностью, высокой стойкостью к выгоранию цвета на солнце, а также степенью защиты от ультрафиолета.
Немаловажным является требование к производству черепицы. Для организации производства изделий из полимер-песчаной композиции необходимо помещение площадью от 150 м2 (для базовой комплектации). Рекомендуемая высота потолков - 4 метра. Наличие воды, канализации и отопления для технологического процесса не обязательны, но будут существенным плюсом. Расположить производство желательно в промышленной зоне. Расстояние от жилых домов должно быть не менее 300 метров, в других случаях по согласованию с СЭС. Необходимое для работы напряжение - 380 вольт, полы в здании желательно бетонные [5].
Технологический процесс включает в себя 7 этапов с использованием 4 основных агрегатов. С помощью дробилки, производительность которой составляет 900 кг/час, происходит дробление полимерных отходов. Полученную массу помещаем в экструзионную машину производительностью 85 кг/час, где полимеры нагреваются и перемешиваются. Готовая масса остывает и слегка затвердевший конгломерат вновь помещается в дробилку для получения уже мелкой однородной фракции до 10 мм. Полученная масса полимера, приготовленный песок (70%) и краситель (железно-оксидный пигмент) смешиваются и засыпаются в бункер третьего узла линии - агрегат плавильно-нагревательный производительностью 250кг/час. Благодаря оригинальности его конструкции, масса проходит по зонам с температурами в 200 и 220 градусов, при разной скорости, что и делает ее однородной. Этот этап - самый ответственный, здесь происходит смешивание, нагревание массы и обволакивание каждой частицы песка полимером. Это достигается своеобразной конструкцией вала, лопасти которого продвигают массу с разной скоростью в трех зонах нагрева, и это приводит к качественному перемешиванию массы. После этого масса поступает на четвертый агрегат линии - формовочный узел. Полученную массу консистенции тугого пельменного теста помещаем в формовочный пресс, там массу кладем в пресс-формы, и под давлением она охлаждается. Для получения черепицы, для придания ей блеска нижняя часть формы охлаждается быстрее, чем верхняя [4].
Рис. 1. План планировки технологического процесса
Используя технологию создания черепицы из полимерных отходов, можно стать первой компанией в Ачинске, которая, зарабатывая на производстве стройматериалов, решает глобальную проблему охраны окружающей среды, вносит вклад в оздоровление санитарно-экологической обстановки города. К важным результатам добавим сокращение вывоза пластикового мусора на полигоны, удовлетворения спроса в необходимом строительном материале, появление дополнительных рабочих мест.
Начать высокорентабельное производство черепицы по силам практически любому, а отсутствие конкуренции и качество выпускаемой продукции гарантируют высокую прибыль при небольших затратах. Качество изделий из полимер-песчаного материала подтверждено экологическими, санитарными заключениями: они относятся к первому классу строительной продукции. Полимер-песчаная черепица не входит в реестр продукции, подлежащей сертификации и лицензированию.
Библиографические ссылки
1. Багрянцев Г., Черников В. Муниципальные и промышленные отходы: способы обезвреживания и вторичной переработки. - Новосибирск: Экология, 2005.
2. Кокарева Л. Как отходы в рубли превращают // Региональная экологическая газета. Спец выпуск. - 2003. - С. 10-11.
3. Кребс И. Горы отходов // Экологические очерки о природе человека / под ред. Б. Гжимека. - М.: Прогресс,1988. - 672 с.
4. Оборудование по производству стройматериалов [Электронный ресурс]. URL: http://www.polyt.ru. (дата обращения: 27.10.2020).
5. Пластики конструкционного назначения / под ред. Е. Тростянской. - М., 2007.
© Нефедов С. Д., Набережнов А. Р., Вершинский А. Д., 2021
