Завод по производству кирпичей из мусора. "Кирпич из вторсырья – надежно и экономно!". Блоки из строительных отходов

Использование кирпича в качестве строительного материала получило свое применение уже с давних времен. На сегодняшний момент кирпич считается одним из самых основных видов материала для строительства. Но в строительных работах научились использовать как цельный кирпич, так и бой кирпича, который тоже получил широкую популярность среди многих строительных компаний России .

Область применения

Боем красного кирпича принято называть отходы, которые получаются в результате производства кирпича. Помимо этого битый кирпич образуется в результате сноса зданий и сооружений. Такому бою кирпича нашли широкое применение. Им принято посыпать дороги, котлованы, а также использовать для посыпки мест, предназначенных для автостоянок и асфальтированных площадок. Помимо этого бой кирпича используют в качестве засыпки на таких местах как болотистые почвы, которые идут в дальнейшем для строительства новых домов.

Использование битого кирпича применяется в таких случаях как?

1. Бой кирпича применятся для посыпки дорог, в целях придать ей форму. Бой кирпича используют как в строительных работах, так и садоводствах. Но в основном битый кирпич нашел свое применение для временного ремонта дорог в осенне-зимний период.
2. Что касается дорожных работ, то битый кирпич, как и бой бетона , используют как основное и незаменимое средство для борьбы с ямами и выбоинами на дорогах.
3. В том случае если планируется строительство в местах болотистых, то в этом случае битый кирпич будет использован в качестве подсыпки под застройку.
4. На дачных участках битый кирпич используется в качестве дренажной системы для строительства водоемов или колодцев.

Кроме этого битый кирпич это прекрасное средство чтобы обеспечить тепло и шумо изоляцию. Поэтому его очень часто используют в строительных работах при строительстве стен, наполняя этим материалом внутреннюю часть стены.

Продажи битого кирпича

Что касается продажи битого кирпича, то ею занимаются не только фирмы, специализирующиеся на производстве самого кирпича, но и другие компании, которые непосредственно имеют дело с продажей рудных материалов.

Продажа битого кирпича осуществляется согласно утвержденному прайс-листу. Но всегда стоит иметь в виду, что бывают случаи, когда стоимость на этот строительный материал может измениться, обычно это происходит по причине объема заказа и от наличия доставки. До места назначения битый кирпич доставляется специальной техникой , которая должна обладать высокой грузоподъемностью.

Еще сто лет назад слово «кирпич» не вызывало разнообразных определений. Кирпичом называли, выражаясь по-современному, изделие из обожженной глины. Эти и есть старый и добрый строительный материал, по сию пору считающийся самым надежным и «благородным». В XX веке значения этого слова существенно расширилось, ибо стали появляться самые разные кирпичи. Например, белый силикатный кирпич на основе кварцевого песка и извести. В советское время такой материал использовался весьма широко. Он не требовал высоких температур для производства, а стало быть, был дешевле. Правда, потребитель воспринимал его как некий «эрзац», некую «плебейскую» замену нормальному керамическому кирпичу. И это несмотря на то, что в малоэтажном строительстве новый материал зарекомендовал себя неплохо. Был он достаточно прочным и надежным. Но, к сожалению, «не дружил» с огнем и водой.

Развитие современных технологий постепенно привело к тому, что разные виды кирпичей стали появляться как из рога изобилия. В принципе, «кирпичом» стали называть любое изделие прямоугольной формы, которое можно было поднять одной рукой.

Некоторые умельцы умудряются делать «кирпичи» из песка и цемента – без всякого автоклавной обработки. Используют для этого специальные пресс-формы. Раз – и готово! Для индивидуального строительства этот метод не так уж плох. Можно у себя во дворе организовать такое вот мини-производство и наделать подобных «кирпичей» в одиночку. Потом в одиночку выложить стену. Загляденье просто!

Но все же, как мы понимаем, нормальный материал должен производиться на предприятиях, а не кустарным способом. А здесь уже важны вопросы экономии. Керамический кирпич – при всех его достоинствах – все же является материалом затратным. О массовом применении в наши дни речи уже не идет, как бы к нему ни относился потребитель. Лет пять назад в нашей области делались расчеты, которые показали, что себестоимость кирпичного дома будет находиться на уровне 40 тыс. рублей за квадратный метр. То есть никакой «эконом-класс» из кирпича невозможен. Конечно, есть разнообразные комбинированные варианты, с применением утеплителей: «слоистая» кладка, «колодцевая» кладка. Но, как мы понимаем, это уже совсем не то. «Благородство» здесь уже мнимое, для видимости. А надежность таких конструкций вообще вызывает большие сомнения.

Некоторые производители, идя навстречу потребительским запросам, специализируются на выпуске поризованного и пустотного кирпича, не требующего дополнительного утепления. Но к такому материалу есть претензии даже у строителей. Прочность его меньше, да вдобавок появляется уязвимость для влаги.

С точки зрения строительства главное достоинство кирпича именно в надежности такой конструкции и относительной легкости монтажа, не требующего применения каких-то сложных приспособлений. Ведь технология возведения кирпичной кладки практические не менялась тысячелетиями, еще со времен царя Навуходоносора. Тем он обычно и привлекателен для индивидуальных застройщиков, что, освоив некоторые навыки укладки кирпича на раствор, можно самостоятельно выложить стену.

В нашей стране, где полно «рукастых» мужиков, граждане на своих участках вволю бы возводили себе дома и иные постройки, если бы под рукой было полно этого материала – надежного и, главное, недорогого. Однако здесь одно с другим – надежность и дешевизна – никак не срастаются.

Хороший керамический кирпич для среднестатистического россиянина в любом случае дорог. Хотелось бы иной раз чего-нибудь сварганить, да дорого. Приходится искать дешевую замену. А дешевая замена, как мы понимаем, не отличается надежностью.

Однако прогресс не стоит на месте. Во многих странах сейчас обращают внимание на отходы промышленных и энергетических предприятий как на источник сырья для производства недорогих материалов. Например, в США примерно восемь лет назад разработали технологию производства так называемого «зеленого» кирпича из золы и пепла. По своим свойствам он нисколько не уступает керамическому кирпичу – так же прочен и надежен, без проблем выносит и жару, и холод. Но при этом – в несколько раз дешевле. Кроме того, массовое производство «зеленого» кирпича позволяет с пользой для дела утилизировать производственные отходы, коих в этой стране ежегодно накапливается по 50 миллионов тонн.

Ничего нового здесь, конечно же, нет. Просто эпоха диктует свои условия. Производители обычно проявляют консервативность в таких вопросах. Использование вторсырья воспринимается как что-то второстепенное и «нечистое». Копаться в отходах, вроде как, - не «барское дело». То есть проблема эта, прежде всего, не технологическая, а психологическая. Обычно отходы использовались как добавки для дорожного строительства. Теперь же ставится вопрос о том, чтобы производить на их основе конкретные изделия. И надо полагать, время работает на этот подход. Ведь для массового выпуска «зеленого» кирпича не нужно рыть карьеры. Наоборот, такое производство позволяет очищать природу от хлама.

В нашей стране просматривается та же тенденция. Золы и шлаки еще в советские времена применялись в дорожном строительстве. А такие материалы, как шлакоблоки и шлакобетон – очень даже хорошо известны нашим потребителям. Правда, их производство по сию пору носить полукустарный характер.

«Серьезный» производитель работает, как и раньше, с тем материалом, что извлекается в карьерах. Но в любом случае время свое возьмет. В Омске, например, уже приступили к выпуску «зеленого» кирпича из зол и шлаков ТЭЦ. Очень показательный прецедент.

Для закрепления данной тенденции необходимо, чтобы по этому вопросу свое веское слово сказала наука. Надо отметить, что в Институте химии твердого тела и механохимии СО РАН давно уже, так сказать, присматриваются к промышленным отходам. Например, завалы металлургических предприятий Кузбасса специалистами Института вообще рассматриваются как «Клондайк» для нашей стройиндустрии. В частности, из металлургического боя с применением силикатного вяжущего были получены образцы огнеупорного кирпича плотностью 2 Г/СМ3 и линейными размерами: 380Х130Х120. По словам ведущего специалиста Института Владимира Полубоярова, промышленные отходы вполне пригодны для производства недорогого кирпича и даже декоративной плитки («искусственного гранита»).

Полученный кирпич по прочности ничуть не уступает керамическому кирпичу и точно так же надежен в эксплуатации. При этом он, конечно же, будет дешевле. Экономия достигается главным образом за счет того, что при производстве такого кирпича не требуется высоких температур. Достаточно 300 градусов Цельсия, чтобы получить изделие с приемлемыми характеристиками по прочности. В то время как для обжига керамического кирпича необходимо «обеспечить» не менее 900 градусов Цельсия. Отметим, что в наше время энергозатраты – одна из основных статей производственных расходов. И эти расходы, безусловно, будут только расти. В этом плане традиционный керамический кирпич нужно воспринимать как «пережиток прошлого». И судьба многочисленных кирпичных предприятий, по большому счету, предрешена – по мере роста цен на энергоносители им ничего хорошего не светит. А новое, более прогрессивное, в любом случае пробьет себе дорогу. По мнению Владимира Полубоярова, если бы предложенная Институтом технология нашла широкое применение, мы бы получили «копеечный» строительный материал, ничуть не уступающий «благородному» кирпичу.

Понятно, что инвесторы, вложившие огромные деньги в кирпичное производство (а в НСО действует уже не менее 15 кирпичных заводов), были бы совсем не рады такой конкуренции. В то же время мы не думаем, что российский потребитель настолько избалован, что воспринял бы «зеленый» кирпич (будем применять этот термин) со скепсисом и недоверием. Уж если в провинции граждане строят себе дома и гаражи из некондиции (так оно дешевле), то добротный недорогой материал был бы воспринят положительно. Здесь нет никаких сомнений. Ученые готовы внести свой вклад в этот процесс. Дело стало за производителями. Технически ничто не мешает устраивать автоматизированные линии и на производстве, которое работает с

Кирпич из обожженной глины, при его постоянно растущем производстве, имеет ряд негативных экологических и социальных последствий. Студенты Массачусетского технологического института создали кирпич, который на 70% состоит из котельной золы и совершенного не нуждается в обжиге.

Бурный рост строительства в развивающихся странах приводит к росту производства кирпичей, как одного из самых доступных материалов для строительства зданий. Это в свою очередь создает 2 проблемы:

• и загрязнения окружающей среды при обжиге
• добыча глин для этого кирпича приводит к переработке плодородной почвы, а точнее к ее разрушению в больших масштабах

«Глиняные кирпичи обжигаются при температуре 1000 градусов по Цельсию», говорит Майкл Лэрэси (Michael Laracy), аспирант, который работал над проектом. «Они потребляют огромное количество энергии из угля, в дополнение к тому, что эти кирпичи производятся полностью из верхнего слоя почвы, поэтому они истощают количество пригодной для фермерства земли».

Так Майкл предложил решить обе проблемы путем переработки промышленных отходов в строительные материалы.
Кирпич Eco BLAC на 70% состоит из котельной золы бумажных фабрик, смешанной с гидроксидом натрия, извести и небольшого количества глины. Он производится при комнатной температуре, с помощью «технологии щелочной активации», что обеспечивает его прочность.

«В настоящее время эта зола не имеет практического применения из-за изменчивости ее физико-химических свойств, а на свалки ее отправлять очень затратно, как для окружающей среды, так и для заводчиков. По этой причине мы видим возможность в создании надежной конструкции, которая может отвечать за эти изменчивости с помощью технологии щелочной-активации.»

Кирпич из золы оказался очень практичным и масштабируемым решением для всей Индии, где, собственно, и проводился этот эксперимент.
Eco-BLAC был награжден, как финалист в конкурсе MIT 2015, грантом в размере $100 тыс и был назван одним из лучших нововведений 2015 года по версии Mashable.

В России скопилось более 80 млрд т твердых отходов.

Отходы - это деньги, а не проблема

Мы привыкли жить, бездумно считая, что воздух всегда будет чистым, а воду в кране всегда можно будет пить без вреда для здоровья. Мы выносим мусор в контейнеры или просто бросаем на тротуарах (а иногда - и на газонах), наивно полагая, что весь этот пластик, стекло, бумага, металлы, тряпье - все это куда-то исчезнет само собой.

Действительно, многие бытовые отходы - древесина, текстиль, трава, листья - утилизируются микроорганизмами. Однако человек в процессе своего развития создал множество синтетических химических веществ, не встречающихся в природе и, следовательно, не способных подвергаться естественному разложению. Пластик, например, в настоящий момент составляет до 8 % веса и 30 % объема упаковочных материалов. При этом абсолютное количество пластиковых отходов в развитых странах удваивается каждые десять лет. Помимо пластика каждый год в мире синтезируются более 10 тыс. новых химических веществ и большинство из них, после того как станут не нужны, способны многие годы оказывать неблагоприятное воздействие на природу. К сожалению, производители, создав новую продукцию, не несут ответственности за то, что с ней станет, после того как она отслужит свой срок (В. Былинский. Мусорная катастрофа / Мир новостей. - Январь, 2005. № 2 (576)).

Если говорить о России в целом, то каждый год на территории страны образуется около 7 млрд т всех видов отходов. Только твердых бытовых отходов к настоящему времени накоплено уже около 80 млрд т. А по оценкам специалистов, через 2,5 г. объем образующегося в крупных городах мусора может увеличиться вдвое.

Из общей мусорной массы ежегодно в стране закапывается около 9 млн т макулатуры, 1,5 млн т черных и цветных металлов, 2 млн т полимерных материалов, 10 млн т пищевых отходов, 0,5 млн т стекла... Иными словами, уничтожаются отходы, являющиеся потенциальным вторичным сырьем (бумага, стекло, металл, полимеры, текстиль и др.) В этом смысле мусорную кучу можно и нужно рассматривать как своеобразное «золотое дно», ведь отходы - ресурс уникальный по своему многокомпонентному составу, по непрерывности и стабильности воспроизводства. Собственники данного ресурса (мегаполисы, города с небольшой численностью населения, поселки городского типа и др.) вправе распорядиться им по своему усмотрению: либо, по возможности, извлекать прибыль, либо нести убытки от неумелого управления.

А использовать этот ресурс можно по-разному. К примеру, рачительные японцы, не только перерабатывают до 80 % образующихся отходов, но и остающимся после переработки «хвостам» (неутилизируемой части отходов) тоже находят полезное применение. Чтобы отвоевать у океана так необходимые ей участки суши, в Японии используют утрамбованный мусор для строительства дамб. Так, Одайба - фактически «мусорный» остров. Вторым (менее известным, но не менее красивым) из «мусорных» островов является Тэннозу. Кстати, если Одайба известен в Японии как место романтически свиданий, то Тэннозу - место жительства богатой столичной публики.

Фото 1. «Мусорные» острова Японии.

В России на фоне неразвитого в целом системного регулирования отходов московская система управления отходами на сегодняшний день, пожалуй, одна из лучших. Трудно назвать какую-либо известную в мире технологию работы с ТБО, которую не применяли бы в том или ином виде в столице. Но особенно радует то, что сегодня городское правительство уверенно держит курс на системную промышленную переработку коммунальных отходов.

Однако определилась тенденция вынужденного резкого снижения ресурса полигонного захоронения отходов. В связи с этим особую актуальность получают технологии, в результате которых появляется возможность существенно снизить нагрузку на полигоны, и более того - сделать их экологически безопасными. Решить эту проблему позволяют и современные технические решения.

Технологические принципы управления отходами

Все применяемые современные комплексные системы управления коммунальными отходами традиционно состоят из следующих основных блоков, осуществляющих следующие основные функции:

• сбор отходов (в основном - контейнерные площадки);
• транспортирование отходов до мест сортировки (традиционные мусоровозы);
• сортировка с выделением полезных фракций (вторичных материальных ресурсов) и последующим направлением их на промышленную переработку;
• обезвреживание бесполезных остатков («хвостов») и захоронение их на полигонах или сжигание на мусоросжигательных заводах с последующим захоронением шлаков и золы.

В соответствии с осуществляемой, к примеру, в Москве концепцией обращения с отходами сжиганию в принципе подлежит только лишь то, что нельзя (или в настоящее время невыгодно) перерабатывать. Закапывать же на полигонах следует только то, что нельзя сжечь.

Предлагаемая комплексная система управления коммунальными отходами (см. ТБО № 9, 10, 2007 г., № 1, 2008 г.) предполагает использование инвестиционно привлекательных технологических и организационных решений. При этом использование эффективных технологий позволяет реально организовать селективный сбор бытового мусора, адаптированный к российским условиям. Выборка вторресурсов достигает 50 % от объема всех ТБО, вырабатываемых на обслуживаемой территории, в разы снижается объем «хвостов», вывозимых для захоронения.

Использование принципа сортировки отходов в непосредственной близости к источнику их образования также дает возможность получать и направлять в том числе на сжигание отходы с заданным морфологическим составом. Это позволит оптимизировать работу мусоросжигательных заводов.

Дополнительный эффект может дать использование новой технологии переработки остающихся «хвостов» в экологически безопасные (например, строительные) материалы. Подобная технология и технические средства для ее реализации разработаны фирмой City Waste Technology (Германия) и используются в городе Манила (Филиппины).

Для реализации этого процесса в традиционной схеме мусоросортировочного завода вместо конечного участка прессования «хвостов» для захоронения на полигонах должны быть использованы три новых блока. Эти блоки обеспечивают их механическую обработку (измельчение), химическую обработку и производство конечной продукции.

В блоке механической обработки происходит предварительное и вторичное измельчение «хвостов» ТБО, КГМ и строительных отходов.

При обеспечении такого технологического процесса на мусоросортировочном заводе производительностью, например, 100 т в день, предварительное измельчение отходов происходит с помощью низкооборотного шредера со скоростью вращения 23 об/мин при пропускной способности около 12,5 т/ч. На выходе получаются материалы размером около 250 мм. Последующее вторичное измельчение позволяет получать фракции размером 15-20 мм. Для этого используется высокооборотный шредер со скоростью вращения 240 об/мин. при пропускной способности около 6,5 т/ч. Измельчение строительных отходов осуществляется дробилкой производительностью 100-350 т/ч. Мелкая органическая фракция отделяется с помощью барабанного сита (пропускная способность около 6,5 т/ч).

Фото 2. Обработка измельченных отходов в реакторе

Химическая обработка полученного материала позволяет осуществлять его обезвреживание, дезинфекцию (уничтожение бактерий, грибков и т.п.), нейтрализацию и иммобилизацию тяжелых металлов. Сам процесс происходит в специальном реакторе шагового типа (емкость - 3 000 л/шаг) с использованием планетарной мешалки вихревого типа. В реакторе измельченный обрабатываемый материал смешивается со специальными химическими ингредиентами, в результате чего происходит его химическая обработка. В реактор химические ингредиенты поступают из компактной установки, в которой осуществляется смешивание, хранение и дозирование реактивов.

Фото 3. Обезвреженные «хвосты» ТБО - заполнитель для бетонов

Полностью обезвреженный таким образом материал уже в качестве сырья для производства стройматериалов попадает в блок производства продукции, где смешивается с цементом и различными инертными добавками. В качестве основных узлов блока могут быть использованы загрузочная единица с ковшовым подъемником, радиальный и планетарный смесители. После формовки получаются строительные материалы.

Фото 4. Процесс производства «мусоробетона»

Такая технология позволяет из 1 000 т отходов получить до 800 т стройматериалов, ассортимент которых может включать в себя до 200 наименований (строительные блоки, панели, дорожная плитка, кирпичи, бетонные трубы, черепица и т.п.).

Вид и качество бетонных изделий зависят от:

• морфологического состава отходов (в данном случае - «хвостов»);
• вида и количества инертных добавок (песок, гравий, утилизированные строительные материалы);
• вида цемента, его количества и качества;
• цементных добавок (пластификаторы, ускорители, затвердители);
• используемой производственной техники, машин и оборудования.

Фото 5. Стройматериалы, полученные в результате переработки ТБО

В настоящее время в Москве получены и прошли испытания первые образцы стройматериалов, изготовленных по изложенной выше технологии. Разработаны и разрабатываются технические условия на ТБО-заполнители и конкретные виды изделий с их использованием, а также технологические регламенты изготовления стройматериалов и изделий с применением ТБО-заполнителей.

Федеральной службой по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека выданы положительные санитарно-эпидемиологические заключения (№ 77.01.03.571.П.016782.04.06 от 3 апреля 2006 г. и № 77.01.03.574.П.016764.04.06 от 3 апреля 2006 г.) на соответствие государственным санитарно-эпидемиологическим правилам и нормативам следующей проектной документации и продукции:

• ТУ 5712-072-00369171-06 «Заполнители из твердых бытовых отходов для бетонов»;
• ТУ 5742-073-00369171-06 «Бетон на заполнителе из твердых бытовых отходов»;
• заполнители из твердых бытовых отходов для бетонов, изготовленных по ТУ 5712-072-00369171-06;
• бетон на заполнителе из твердых бытовых отходов, изготовленного по ТУ 5742-073-00369171-06.

Фото 6. Бетон российского производства с заполнителями из ТБО.

В результате внедрения всего рассматриваемого технологического комплекса обеспечивается практически 100-процентная переработка потока всех отходов, образующихся на обслуживаемой территории, во вторичное сырье и строительные материалы - экологически безопасные ликвидные товары.

Полученные материалы пригодны не только для строительных работ, но и для рекультивации старых полигонов. Сокращается выделение фильтрата, попадающего в сточные воды, эмиссия парниковых газов. При вывозе полученных бетонных блоков (с максимальным использованием бытовых отходов в качестве наполнителей) на новые полигоны выделение свалочного газа вообще сводится к нулю. Соответственно использование в строительстве всех переработанных «хвостов» площадь полигонов вообще может быть сведена к нулю, что приведет к существенному оздоровлению экологической обстановки в нашей стране.

Проект характеризуется финансовой эффективностью и относительно низким (по сравнению с другими технологиями переработки отходов) уровнем требуемых инвестиций.

Применение отходов угольных шахт в качестве сырья для получения керамического кирпича.

Б.С. БАТАЛИИ, доктор техн. наук, профессор, ТА. БЕЛОЗЁРОВА, старший преподаватель, С.Э. MAXOBER М.Ф. ГАЙДАЙ, -: Пермский национальный исследовательский политехнический университет (ПНИПУ).
В статье представлены экспериментальные данные по использованию отходов угольной промышленности. Установлено, что терриконики могут быть использованы для получения керамических изделий с высокими эксплуатационными характеристиками.

Породные отвалы угольных шахт в настоящее время рассматриваются как техногенные месторождения, содержащие целый ряд полезных компонентов, пригодных для использования. Назрела необходимость создания предприятий для комплексной их разработки, что позволит решить ряд проблем шахтерских городов и районов: снизить экологическое загрязнение окружающей среды, вернуть в оборот земли, находящиеся в настоящий момент под террикониками, получить ценную продукцию, востребованную на рынке, решить ряд социальных проблем.

Значительные объемы шахтных пород и отходов могут быть использованы в строительной индустрии. Однако нестабильность состава и свойств - один из главных факторов, сдерживающих их использование. Но с соблюдением некоторых приемов подготовки и переработки может быть получена качественная продукция, выпуск которой вполне посилен малому предприятию.

Из литературных источников [ 1 ] известно, что на основе террикоников разных угольных месторождений могут быть получены строительные материалы различного состава и назначения, в т.ч. керамические материалы - изделия строительной и художественной керамики, огнеупоры.

Исследования, проведенные нами, показали следующее: поскольку в составе этих террикоников содержатся лещадные зерна и зерна слабых пород в количестве, превышающем допуски, установленные нормативными документами , использование их в качестве заполнителей для бетонов нецелесообразно.

Активированные вяжущие могут быть получены либо низкомарочные, либо требующие обязательной тепловлажностной обработки при использовании в растворах или бетонах. Эксперименты показали, что наиболее реальный способ переработки террикоников может быть осуществлен лишь с применением высокотемпературных технологических процессов.

В связи с тем что в России налажен выпуск серийного оборудования для производства керамики строительного назначения «сухим» способом (ассоциация АССТРОМ, Ростов-на-Дону), появилась реальная возможность переработать терриконики в строительную керамику.

Целью работы, описанной в этой статье, является исследование возможности получения из террикоников Кизеловского бассейна керамических изделий строительного назначения, в частности керамического кирпича.
Терриконики представлены двумя разновидностями отвальных пород: «черными» - углистыми глинистыми сланцами и аргиллитами; «красными» - так называемыми горелыми породами, подвергшимися обжигу в результате самовозгорания сланцев и аргиллитов.

Химический состав террикоников приведен в табл. 1. Оба вида террикоников присутствуют в виде крупного щебня и песка .

Как видно из табл. 1, химический состав террикоников обоих видов примерно соответствует составу кирпичных глин. При этом черный сланец содержит глинистые минералы типа каолинита и иллита, а также полевые шпаты, хлориты и серицит. Кроме того, в них содержатся кварц, корунд, магнетит, гематит, сульфаты, карбонаты, сульфиды и самородная сера.

Черный цвет этих пород связан с наличием в них дисперсного углерода. При этом черные сланцы в воде не набухают и имеют слоистое строение, небольшую механическую прочность, но при этом являются вязкими (малохрупкими).

Красный (горелый) сланец содержит продукты термического преобразования минералов черного сланца. При таком преобразовании химический состав сланца меняется мало, тогда как минеральный претерпевает существенные изменения. Глинистый сланец становится по составу аналогом шамота. Слоистое сложение переходит в более массивное, увеличивается механическая прочность, но при этом возрастает хрупкость.

Таким образом, по химическому и минералогическому составу оба сланца, взятые в соотношении 1:1, аналогичны подготовленной керамической массе, включающей выгорающую (уголь) и отощающую (красный сланец) добавки. Чтобы масса такого состава, измельченная до состояния тонкого порошка, обладала формуемостью, необходимой для получения кирпича, в нее необходимо ввести связку. Роль связки может выполнять глина. Количество глины необходимо такое, чтобы обеспечить хорошую формуемость при сухом (полусухом) прессовании. В качестве связки была использована глина одного из месторождений Пермского края. Химический состав глины приведен в табл. 2.

Важную роль для получения высококачественной керамики играет степень измельчения исходных террикоников и соотношение «черного» и «красного» в составе сырьевой смеси. В ходе исследований было установлено, что если измельчить терриконики до состояния песчаной фракции 0-5 мм, то образцы получаются низкой прочности, с дефектами на поверхности. Было исследовано влияние степени измельчения террикоников на формуемость массы и свойства сырца и черепка. С этой целью использовали измельчение и механическую классификацию породы до полного прохождения через сита 2,5, 1,25 и 0,63.

В результате этой работы был сделан вывод, что оптимальная степень измельчения возникает при дроблении и последующем помоле до полного прохождения через сито 0,63. При этом после обжига получается равномерно обожженный черепок без дефектов.

Определили водные, формовочные, сушильные и огневые свойства смесей из террикоников обоих видов.

Формовочную влажность определяли следующим образом: взвешивали навески по 100 г смесей. Навески поделены по 20 г на 5 равных частей. Каждую навеску увлажняли водой в следующих количествах: масс. %: 5; 7,5; 10; 12,5; 15. Изкаждой увлажненной смеси сформировано в пресс-форме диаметром 20 мм по одному образцу-цилиндру при нагрузке 200 кГс. Сформованные образцы сразу испытали на сжатие.

Результаты испытаний представлены в табл. 3.

Таблица 1. Химический состав террикоников

№№ пп	Si0 2	TiO 2	А1 2 O 3	Fe 2 O 3	МnО	MgO	СаО		K 2 O 5	P 2 O
1А	50,85	1,277	17,16	5,31	0,009	0,11	0,38		2,35	0,092
2А	51.04	1,449	21.75	14.16	0,019	0,00	1.60		2,25	0,114
ЗА	30,05	1,152	15,18	4,56	0.007	0,00	0,19		2,55	0,056
4А	45,22	1,295	17,11	9,65	0,007	0.11	0,16		2,43	0,076
1B	47,48	1,032	14.78	5,99	0,007	0,02	0,16		1,88	0,093
2В	52,99	1,383	19,88	14,31	0,020	0,00	1.92		2,07	0,105
ЗВ	45,15	1,130	15,29	4,61	0,007	0,09	0.14		2,20	0,096
4В	58,67	1,192	16,57	8,34	0,013	0,24	0,13		2,29	0,095

Примечание: 1А-4А черные терриконики; 1В-4В красные терриконики

Таблица 2. Химический состав глины

	ППП	SiO,	А1,0,	ТЮ,	FeA	СаО	MgO	S0 3	К,0	Na 2 0
	6,75	63,48	12,87	0,74	4,76	5,57	1,84	0,02	2,02	1,75

Таблица 3. Показатели формовочной прочности смесей

Состав			Формовочная прочность, кг/см 2 при влажности, %
«черный» терриконик	«красный» терриконик	глина		7,5
				14
				12
				9,2
				6,8
				5,8
				4,2

Полученный путем экспериментов оптимальный состав смеси, при котором получается черепок наилучшего качества, масс. %: «черный» терриконик - 45; «красный» терриконик - 45; глина - 10; вода - 7. Оптимальное давление прессования 400-500 кг/см2. Остальные эксперименты проводили на прессованных образцах-цилиндрах, оптимального состава высотой и диаметром 50 мм, полученных при оптимальном давлении.
Интервал спекания, установленный экспериментально по величине водопоглощения, составляет 950-1100°С.

Оптимальная температура спекания 1050°С. Время спекания в лабораторной муфельной печи 6-8 часов. После обжига определяли свойства полученных образцов: прочность, плотность, коэффициент размягчения, водопоглощение и морозостойкость.

Получены следующие результаты. При прочности при сжатии 156 кг/см2 образцы имеют плотность 1510 кг/м3, водопоглощение 10,1%, коэффициент размягчения 0,97. При испытании на морозостойкость образцы выдержали без потери массы 50 циклов.

Ранее нами было установлено, что добавка расщепленных олигопептидов в виде концентрата БГ-20, применяемого в качестве пенообразователя, повышает прочность керамического черепка, полученного методом шликерного литья и пластического формования. Была высказана гипотеза о причине повышения прочности черепка при использовании такой добавки . Гипотеза предполагает, что в ходе обжига керамической массы, включающей олигопептиды, происходит синтез наноструктурных элементов, которые затем служат центрами кристаллизации расплава, образующегося при спекании. По принятой классификации такой материал можно считать нанокомпозитом.

Рис. 1. Зависимость прочности при сжатии образца от количества пенообразователя в составе сырьевой смеси

Рис2. Зависимость плотности образцов от количества пенообразователя в составе сырьевой смеси

Если гипотеза имеет основания, то эффект повышения прочности черепка не должен зависеть от способа формования изделий. Для проверки этого предположения нами были проведены эксперименты, в которых использовали составы керамической смеси, включающие 2, 4 и 6% по массе БГ-20. После добавления пенообразователя более 6% прочность практически не меняется, а после 12% резко падает. Поэтому чтобы избежать перерасхода пенообразователя, за оптимальное количество принято 4-6%. Количество воды при этом уменьшали на такие же величины. Все остальные условия эксперимента сохраняли, как описано выше. Результаты испытаний приведены на рис. 1. Интересен тот факт, что плотность при этом практически не меняется, что показано на рис. 2.

Таким образом, в результате проведенной работы было экспериментально показано, что из смеси черных и красных пород может быть получена нанокомпозиционная крас—ожгущаяся керамика строительного назначения. Были газработаны рецептуры и технологические режимы производства облегченного керамического кирпича методом сухого прессования.

Эксперименты показали, что при применении сухого прессования отходы угольной промышленности - Кизеловские терриконики, могут быть использованы для получения керамического кирпича марок 75-250 по ГОСТ 580-2007.

На основе проделанной работы можно сделать вывод о том, что терриконики Кизеловского бассейна пригодны для получения керамического кирпича и художественной керамики, при условии измельчения обоих видов терриконика до фракции 0,63, введения 10-12% глины в состав смеси и применения в качестве упрочняющей добавки белкового пенообразователя БГ-20 в количестве 4-6%.

Библиографический список
1. Буравчук Н.И. Перспективные направления утилизации отходов добычи и сжигания углей. Институт механики и прикладной математики им. И.М. Воровича Южного федерального университета, Ростов-на-Дону.
2. ГОСТ’8267-93. Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия: Межгос. стандарт. — Введ. 01.01.95.
3. Максимович Н.Г. Рост кристаллов и другие процессы в гелеобразных средах при химическом загрязнении грунтов //Минералогия техногенеза — 2007. — Миасс, 2007. — С. 189-212.
4. Баталин Б. С. Нанотехнология и строительные материалы. // Технологии бетонов, 2009, № 7-8. С. 78-79.
5. Birkholz М., Albers U. and Jung Т. Nanocomposite layers of ceramic oxides and metals prepared by reactive gas-flow sputtering, 179, pp. 279-285 (2004).