Преобразование отходов стекла в ценное сырье: как стекловой порошок, получаемый с помощью шлифовальных машин, улучшает качество бетона

Введение: Проблема отходов стекла и возможности их использования в производстве бетона

Мировая строительная индустрия сталкивается с возрастающим давлением, требующим внедрения экологически устойчивых практик и сокращения ее воздействия на окружающую среду. Одной из серьезных проблем является огромное количество стекловых отходов, производимых ежегодно, большая часть которых попадает на свалки. В то же время бетон, самый востребованный материал в мире после воды, обладает высоким уровнем выбросов углерода, главным образом из-за содержания в нем цемента. В данной статье рассматривается синергетическое решение: переработка стекловых отходов в тонко измельченный порошок, называемый стекловым порошком (GP), для использования в качестве дополнительного цементообразующего ингредиента (SCM) при производстве бетона. Этот процесс не только предотвращает попадание отходов на свалки, но и улучшает эксплуатационные характеристики и экологичность бетона. Все начинается с критически важного этапа — эффективного и точного измельчения отходов.

Преобразование отходов из стекла в ценный ресурс становится возможным благодаря передовым технологиям измельчения. Для этого процесса требуется оборудование, способное превратить использованное потребителями или произведенное в промышленных целях стекло в очень мелкий, однородный порошок с определенным распределением размера частиц. Именно здесь ключевую роль играет высокопроизводительное оборудование для измельчения.

Наука, стоящая за использованием стекловидного порошка в бетоне

При смешивании со стальным бетоном стекловый порошок оказывает влияние посредством двух основных механизмов: эффекта наполнителя и поzzоланической реакции.

Эффект заполнения:Ультратонкие стеклянные частицы, обычно имеющие размер менее 45 микрометров (сетка 325), могут заполнять микроскопические поры между зернами цемента. Это уплотняет микроструктуру бетона, что со временем снижает его проницаемость и повышает компрессионную прочность.

Позцоланова реакция:Стекло в основном состоит из диоксида кремния (SiO₂). При достаточно тонком измельчении диоксид кремния становится реакционноспособным. В условиях высокой кислотности среды, характерных для процесса гидратации цемента, диоксид кремния реагирует с гидроксидом кальция (побочным продуктом гидратации цемента), образуя гель кальциево-силикатных гидратов (C-S-H). Именно этот гель обеспечивает цементу его связующие свойства. Эта реакция повышает долговечность и прочность конструкций, одновременно снижая их уязвимость к воздействию вредных химических веществ, таких как щелочно-кремниевая реакция (ASR), которая является распространенной проблемой при использовании грубых стеклянных агрегатов.

Эффективность этих механизмов полностью зависит от тонкости и формы частиц стекловой порошковой смеси. Это очерчивает необходимость использования технологий измельчения, которые позволяют получать продукт с точными и стабильными характеристиками.

Основные требования к обработке стекловых отходов методом шлифования

Не все шлифовальные станки подходят для переработки отходов стекла в высококачественный полуфабрикатный материал (SCM – Semi-Finished Material). Идеальное оборудование должно соответствовать нескольким важным критериям:

• Высокая степень тонкости и точная классификация:Качество реактивного стекловолокна обычно находится в диапазоне от 325 сит (45 мкм) до 2500 сит (5 мкм). Машина должна быть оснащена интегрированным, высокоэффективным сортировочным устройством, чтобы предотвратить попадание частиц большего размера в готовый продукт.
• Устойчивость к износу:Стекло обладает высокой абразивностью. Для изготовления деталей, подлежащих шлифовке (роликов, кольцевых элементов и вкладышей), необходимо использовать специальные закаленные сплавы, обеспечивающие устойчивость к износу и надежную работу в течение длительного срока эксплуатации.
• Энергетическая эффективность:Цель устойчивого развития подрывается, если сам процесс измельчения потребляет много энергии. Современные мельницы спроектированы таким образом, чтобы максимизировать производительность и одновременно минимизировать энергопотребление.
• Экологический контроль:Система должна быть полностью оборудована эффективным пылесборником на основе принципа импульсного потока (типа «пульс-джет»), чтобы предотвратить попадание дымки кремния в окружающую среду. Это обеспечивает чистую и безопасную рабочую среду, а также соответствие стандартам качества воздуха.

Рекомендуемое решение для шлифования: Мельница SCM Ultrafine Mill

Для производства стеклянной пудры высшего качества, подходящей для улучшения свойств бетона, наше предприятие использует современные технологии и оборудование.Мельница ультратонкого помола серии SCMЭто ведущее решение в отрасли. Специально разработанный для производства порошков микронного и субмикронного размера, мельница SCM идеально соответствует требованиям переработки стекла.

Его основные параметры идеально соответствуют потребностям данного приложения:

• Размер входных данных:≤20 мм (легко справляется со спеченными осколками стекла)
• Точность получаемого результата:Сетка 325–2500 меш (D97 ≤ 5 мкм) – именно тот диапазон, который необходим для оптимальной поzzоланической реактивности.
• Производственная мощность:Мощность от 0,5 до 25 тонн в час, что обеспечивает возможность масштабирования от пилотных проектов до крупномасштабного промышленного производства.

Технические преимущества ультратонкого мельница SCM делают её чрезвычайно эффективной:

• Эффективно и экономично в использовании энергии:Эта установка обеспечивает вдвое большую производительность по сравнению с мельницами типа «джет мил», при этом потребление энергии снижается на 30%, что делает процесс переработки экономически и экологически жизнеспособным.
• Высокоточная классификация:Вертикальный турбинный сепаратор обеспечивает точное отделение частиц по размеру и позволяет получить продукт однородной финности без крупных гранул, что крайне важно для предотвращения образования асбестоза (ASR – Asbestosis) и обеспечения стабильных характеристик бетона.
• Прочная конструкция:Специальные сплавные роликовые и кольцевые изделия обеспечивают срок службы, в несколько раз превышающий срок службы стандартных компонентов, что прямо противостоит абразивному воздействию стекла. Через отсутствие подшипников в камере для шлифовки винтов обеспечивается стабильная работа без вибраций.
• Экологичность и низкий уровень шума:Пылеуловитель с функцией фильтрации пыли, соответствующей международным стандартам, а также звукоизоляция, позволяющая снизить уровень шума до 75 дБ, обеспечивают работу системы в чистых условиях и без негативного влияния на соседей.

Модели серии SCM800–SCM1680 предлагают широкий спектр возможностей, позволяющий удовлетворить любые производственные требования. Благодаря этому как специализированные предприятия по переработке стекла, так и производители готового бетона смогут найти подходящую для себя модель.

Альтернативное решение: Трапециевидный мельниц серии MTW

Для случаев, когда требуемая степень точности немного ниже, или когда приоритетом является надежная и высокопроизводительная система, наш продукт…Линейка МТW: Трапециевидные мельницыПредставляет собой отличную альтернативу. Этот мельничный аппарат предназначен для выполнения тяжелых операций измельчения с исключительной надежностью.

Основные черты включают в себя:

• Размер входных данных:Размер частиц ≤50 мм, что позволяет использовать более крупные фрагменты стекла в качестве сырья.
• Точность выходного продукта:Сетчатость 30–325 меш (можна регулировать до 0,038 мм).
• Производственная мощность:Производительность от 3 до 45 тонн в час, идеально подходит для потребностей обработки очень больших объемов данных.

Серия MTW славится своим инновационным и долговечным дизайном: лопаты обладают устойчивостью к износу, воздуховоды выполнены в изогнутой форме для снижения потерь энергии, а центральная передача с шестеренами обеспечивает высокую эффективность работы устройства. Прочная конструкция делает эту серию идеальной для круглосуточной эксплуатации в сложных условиях переработки материалов. Модель MTW215G способна обрабатывать до 45 тонн материала в час, что делает ее одним из самых мощных устройств на рынке для получения стекловой пудры.

Положительное влияние на свойства бетона

Использование стеклянной пудры, полученной с помощью этих современных мельниц, в смеси бетона приводит к заметному улучшению качества готового продукта:

• Усиленная сила:Позолановая реакция способствует постоянному увеличению компрессивной и сдвиговой прочности конструкций спустя 28 дней выпуска, что зачастую превосходит характеристики обычного цементного бетона в более поздний период времени.
• Улучшенная долговечность:Уплотнённая микроструктура значительно снижает проницаемость конкрета, делая его более устойчивым к проникновению воды, ионов хлорида (вызывающих коррозию арматуры) и воздействию сульфатов.
• Снижение выраженности синдрома аномальной слуховой реакции (ASR):При использовании в достаточном количестве (обычно 20–30% от веса цемента) мелко измельченный стекловый порошок эффективно подавляет разрушающую реакцию между щелочами и кремнием.
• Преимущества устойчивости:Каждый тонн цемента, заменённый на стекловую порошок, позволяет сократить выбросы CO₂ примерно на один тонн. Кроме того, это способствует сохранению природных ресурсов и предотвращает попадание отходов на свалки.

Заключение: Создание устойчивого будущего с помощью передовых технологий

Преобразование отходов стекла в добавку, улучшающую качество бетона, является идеальным примером практики циклической экономики в действии. Этот процесс превращает экологическую проблему в ценный ресурс, одновременно решая задачи управления отходами и устойчивого строительства. Успех такого преобразования полностью зависит от возможности производства стеклянной пудры высокого качества на постоянной основе, что требует использования надежных, точных и эффективных технологий измельчения.

НашеМельница ультратонкого измельчения серии SCMиМельница серии MTW с трапециевидным корпусомПроизводственные процессы были специально разработаны для решения этих проблем. Инвестируя в соответствующее оборудование для измельчения материалов, предприятия по переработке отходов и производители бетона могут не только улучшить свои экологические показатели, но и создавать качественные продукты, соответствующие постоянно меняющимся требованиям современной строительной индустрии. Путь к более экологичному, прочному и долговечному бетону лежит через использование тонко измельчённого стекла.