Материал: Производство модифицированного арболита

Рисунок 3.7 - Зависимость прочности при сжатии от содержания вторичного вещества, фракции 2,2 мм, в общем объеме сухой массы

Как видно из представленных графиков, с увеличением объемной доли стекла и коры параметры прочности при сжатии увеличиваются, а с использованием вермикулита и полиэтилентерефталата - уменьшается. Например, при значении Сс= 12,5% прочность при сжатии арболитовых блоков составляет 1,1 МПа, а при Сс = 37,5% прочность составит 0,9 МПа, при этом марка арболитового блока уменьшается. При увеличении концентрации вермикулита свыше 20% марка готового арболитового блока снижается, что негативно сказывается на физико - механических характеристиках. При использовании стекла, коры и вермикулита арболит входит в группу конструкционных блоков, что позволит использовать данный тип блоков для строительства самонесущих стен и зданий более высокой этажности.

После обработки результатов эксперимента, по фракции 10 мм, в пакете программ Microsoft Excel 2007 были получены следующие регрессионные зависимости:

, (3.19)

, (3.20)

; (3.21)

Анализ графических зависимостей на рисунках 3.7 и 3.8 показал следующее. При увеличении содержания стекла и коры, в общей массе, наблюдается увеличение прочности на 5-10 %.

Рисунок 3.8 - Зависимость прочности при сжатии от содержания вторичного вещества, фракции 10 мм, в общем объеме сухой массы

После обработки результатов эксперимента, по фракции 30 мм, в пакете программ Microsoft Excel 2007 были получены следующие регрессионные зависимости:

, (3.22)

, (3.23)

; (3.24)

Анализ графиков на рисунке 3.9 показал, что наблюдается линейная закономерность увеличения плотности от содержания вторичного сырья. При увеличении фракции прочности увеличивается на 5-12 %, это объясняется высокой степенью плотности засыпания.

Рисунок 3.9 - Зависимость прочности при сжатии от содержания вторичного вещества, фракции 30 мм, в общем объеме сухой массы

На третьем этапе исследований была спланирована и проведена серия однофакторных экспериментов по определению зависимости огнезащищенности Og от массовой доли стекла Cc, вспученного вермикулита Св, коры Ск и полиэтилентерефталата Сп, с размером фракций 2,2;10;30 мм.

После обработки результатов эксперимента, по фракции 2,2 мм, в пакете программ Microsoft Excel 2007 были получены следующие регрессионные зависимости:

, (3.25)

, (3.26)

, (3.27)

; (3.28)

Анализ зависимостей позволяет говорить о большем влиянии линейной составляющей, чем квадратичной. Более наглядное представление о представленных зависимостях дают графики, построенные по полученным уравнениям (рисунки 3.10-3.12).

Рисунок 3.10 - Зависимость огнезащищенности от содержания вторичного вещества, фракции 2,2 мм, в общем объеме сухой массы

Как видно из представленных графиков, с увеличением объемной доли коры и вермикулита параметры огнезащищенности увеличиваются, а с использованием полиэтилентерефталата и мтекла - уменьшается. Например, при значении Сс= 12,5% огнезащищенность арболитовых блоков составляет 1,8 часа, а при Сс = 37,5% огнезащищенность составит 1,3 часа, при этом марка арболитового блока снижается. При увеличении концентрации стекла свыше 20% марка готового арболитового блока снижается, что негативно сказывается на физико - механических характеристиках. При использовании стекла и коры арболит входит в группу конструкционных блоков, что позволит использовать данный тип блоков для строительства самонесущих стен и зданий более высокой этажности.

После обработки результатов эксперимента, по фракции 10 мм, в пакете программ Microsoft Excel 2007 были получены следующие регрессионные зависимости:

, (3.29)

, (3.30)

; (3.31)

Рисунок 3.11 - Зависимость огнезащищенности от содержания вторичного вещества, фракции 10 мм, в общем объеме сухой массы

Анализ графических зависимостей на рисунках 3.4 и 3.5 показал следующее. При увеличении содержания стекла и полиэтилентерефталата, в общей массе, наблюдается уменьшение огнезащищенности на 10-25 %.

После обработки результатов эксперимента, по фракции 30 мм, в пакете программ Microsoft Excel 2007 были получены следующие регрессионные зависимости:

, (3.32)

, (3.33)

; (3.34)

Анализ графиков на рисунке 3.12 показал, что наблюдается линейная закономерность увеличения огнезащищенности от содержания вторичного сырья. При увеличении фракции огнезащищенность уменьшается на 5-10 %, это объясняется высокой степенью плотности засыпания.

Рисунок 3.12 - Зависимость огнезащищенности от содержания вторичного вещества, фракции 30 мм, в общем объеме сухой массы

Выводы. В третьей главе представлено описание лабораторных установок, сырья и материалов, использованных при проведении экспериментальных исследований, описаны методики определения параметров плотности, прочности при сжатии и огнезащищенности арболитовых блоков, представлены результаты экспериментов.

Полученные в работе уравнения, описывающие исследуемые процессы подготовки арболитовых блоков, адекватны, по ним построены функции откликов в виде графических зависимостей, для которых выполняется основное требование: экспериментальные точки в совокупности лежат достаточно близко к кривой, являющейся графиком искомой зависимости. Поэтому данные уравнения, на наш взгляд, позволяют прогнозировать получение качественных арболитовых блоков в зависимости от процентного содержания вторичного сырья и фракционного состава твердых промышленный и бытовых отходов ; при известных значениях конструктивных и технологических параметров лабораторных установок и, варьируя значения массовой доли вторичного сырья в арболитовой массе, не только определять физико-механические и геометрические показатели арболитовых блоков, но и снизить параметры пожарной опасности арболита, изготовленного из нее, по ГОСТ 12.1.044-89 «Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения» до трудновоспламеняемых.

4. Экология г. Лесосибирска

4.1 Состав и характеристики состава загрязняющих веществ в г. Лесосибирске

На основании многочисленных предварительных исследований установлено, что жители г. Лесосибирска и близлежащих поселков ощущают отрицательное влияние в той или иной степени (статистические данные министерства здравоохранения Красноярского края по г. Лесосибирску свидетельствуют о высоком проценте онкологических заболеваний) в результате производственной деятельности крупных и мелких предприятий, расположенных в черте города, в виде загрязняющих веществ таких как: бензин, углерод (сажа), бензол, свинец и его неорганические соединения, бенз(а)пирен, формальдегид, диоксид азота, диоксид серы, пыль неорганическая, содержащая <20% оксида кремния, взвешенные вещества, фенол, оксид углерода, оксид азота.

Бензин - горючая смесь лёгких углеводородов с температурой кипения от 30 до 180 °C.

Образование возможно в транспортных цехах, топливных станциях, автозаправочных станциях и др. от разлива топлива, работы двигателя внутреннего сгорания, при заправке транспортных средств.

Легкое отравление парами бензина может наступить после 5-10 мин пребывания человека в атмосфере с концентрацией паров бензина в пределах 900-3612 мг/м³. При этом появляются головная боль, головокружение, сердцебиение, слабость, психическое возбуждение, беспричинная вялость, легкие подергивания мышц, дрожание рук, мышечные судороги.

При непродолжительном вдыхании воздуха с концентрацией паров бензина 5000-10000 мг/м³ уже через несколько минут появляются головная боль, неприятные ощущения в горле, кашель, раздражение слизистых оболочек носа, глаз. Кроме того, первыми признаками острого отравления парами бензина являются понижение температуры тела, замедление пульса и другие симптомы.

При концентрации паров бензина в воздухе свыше 2,2% (30 г/м³) после 10-12 вдохов человек отравляется, теряет сознание; свыше 3% (40 г/м³) происходит молниеносное отравление (2-3 вдоха) - быстрая потеря сознания и смерть.

Углерод (Сажа) - аморфный углерод, продукт неполного сгорания или термического разложения углеводородов в неконтролируемых условиях.

Углерод поступает в окружающую среду в виде сажи в составе выхлопных газов автотранспорта, при сжигании угля на ТЭС, при открытых разработках угля, подземной его газификации, получении угольных концентратов и др. Концентрация углерода над источниками горения 100-400 мкг/м³, крупными городами 2,4-15,9 мкг/м³, сельскими районами 0,5 - 0,8 мкг/м³. С газоаэрозольными выбросами АЭС в атмосферу поступает (6-15)·109 Бк/сут 14СО2.

Высокое содержание углерода в атмосферных аэрозолях ведет к повышению заболеваемости населения, особенно верхних дыхательных путей и легких. Профессиональные заболевания - в основном антракоз и пылевой бронхит. В воздухе рабочей зоны ПДК, мг/м³: алмаз 8,0, антрацит и кокс 6,0, каменный уголь 10,0, технический углерод и углеродная пыль 4,0; в атмосферном воздухе максимальная разовая 0,15, среднесуточная 0,05 мг/м³.

Токсическое действие 14С, вошедшего в состав молекул белков (особенно в ДНК и РНК), определяется его радиационным взаимодействием с β-частицами (14С (β) → 14N), приводящим к изменению химического состава молекулы. Допустимая концентрация 14С в воздухе рабочей зоны ДКА 1,3 Бк/л, в атмосферном воздухе ДКБ 4,4 Бк/л, в воде 3,0·104 Бк/л, предельно допустимое поступление через органы дыхания 3,2·108 Бк/год. Сажа входит в категорию частиц, опасных для лёгких, так как частицы менее пяти микрометров в диаметре не отфильтровываются в верхних дыхательных путях.

Бензол - органическое химическое соединение, бесцветная жидкость с приятным сладковатым запахом. Простейший ароматический углеводород. Бензол входит в состав бензина.

Содержание бензола в воздухе обычно составляет от 3 до 160 мкг/м3; более высокие концентрации отмечены в крупных городах. В непосредственной близости от заправочных станций, промышленных предприятий, использующих или производящих бензол, его концентрация в воздухе может достигать нескольких сотен мкг/м3. В селитебной зоне концентрация бензола обычно составляет 3-30 мкг/м3 и зависит в основном от интенсивности движения транспорта.

Поступление с воздухом является основным источником попадания бензола в организм. Около 50 % бензола, содержащегося во вдыхаемом воздухе, абсорбируется легкими.

При хроническом воздействии бензол накапливается в жировой ткани. В высоких концентрациях (более 3200 мг/м3) нейротоксичен. Хроническое воздействие близких к порогу токсичности концентраций приводит к поражению костного мозга и развитию постоянной пангемоцитопении (низкое содержание всех форменных элементов крови); в тяжелых случаях развивается летальная апластическая анемия, вызванная ингибированием костного мозга. При профессиональном контакте (воздействие бензола в концентрации от нескольких десятков до нескольких сотен мг/м3) развиваются и другие патологические изменения крови (например, тромбоцитопения, лимфопения). При этом исследования на животных показали, что гематотоксичностью обладают метаболиты бензола. Гематотоксические эффекты сопровождаются учащением хромосомных аберраций.

При непродолжительном вдыхании паров бензола не возникает немедленного отравления. В больших дозах бензол вызывает тошноту и головокружение, а в некоторых тяжёлых случаях отравление может повлечь смертельный исход. Первым признаком отравления бензолом нередко бывает эйфория. Пары бензола могут проникать через неповрежденную кожу. Если организм человека подвергается длительному воздействию бензола в малых количествах, то хроническое отравление бензолом может стать причиной лейкемии и анемии.

Свинец и его не органические соединения - Свинец - металл, который испаряется при температуре свыше 400 °С.

Основными источниками загрязнения окружающей среды свинцом являются автотранспорт, использующий свинец содержащий бензин, и стационарные источники предприятий цветной металлургии.

Средние концентрации свинца в воздухе крупных городов составляют 0,5 - 1 мкг/м3 при ПДК 0,3 мкг/м3.При вдыхании эти частицы попадают в легкие.

Свинец и его неорганические соединения в зависимости от их агрегатного состояния и характера контакта с ними могут проникать в организм через дыхательные пути, желудочно-кишечный тракт и частично кожные покровы. В производственных условиях наиболее часто они поступают в организм через дыхательные пути в виде пыли, аэрозоля и паров. В желудочно-кишечный тракт свинец и его соединения попадают преимущественно при бытовых интоксикациях, реже - на производствах, где не соблюдаются правила личной гигиены.

Проникновение свинца через дыхательный тракт является самым опасным для организма. Всасывание свинца происходит на всем протяжении дыхательных путей, откуда он проникает непосредственно в кровь. Свинец относится к ядам с выраженным кумулятивным действием. Местом депонирования свинца являются главным образом кости, печень, почки. В меньшей степени свинец откладывается в селезенке, в головном мозге, лимфоузлах.

По степени воздействия на организм человека свинец относится к 1-му классу опасности как чрезвычайно опасный. Свинец и его соединения токсичны. При сильном отравлении наблюдаются боли в животе, в суставах, судороги, обмороки. Свинец может накапливаться в костях, вызывая их постепенное разрушение, осаждается в печени и почках.