Использование отходов в производстве полимерпесчанной черепицы

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОТХОДОВ В ПРОИЗВОДСТВЕ ПОЛИМЕРПЕСЧАННОЙ ЧЕРЕПИЦЫ

Хабибуллина Лилия Асхатовна

преподаватель КФ ОГУ, г. Кумертау

Тазетдинова Рита Маратовна

преподаватель КФ ОГУ, г. Кумертау

Филиппова Ксения Григорьевна

преподаватель КФ ОГУ, г. Кумертау E-mail: KafedraPSK@yandex. ru

Переработка пластиковых бутылок помогает решить вопросы защиты окружающей среды и вместе с тем значительно повысить эффективность предприятий по производству полимерной продукции, так как использование вторичного ПЭТ положительным образом сказывается на себестоимости производимых изделий. Основная проблема, с которой сталкивается переработка ПЭТ-бутылок — это их сбор. Сбор бутылок на полигоне — это достаточно трудоемкое мероприятие, и полученное таким образом сырье отличается высокой загрязненностью. Прежде, чем приступить к вторичной переработке ПЭТ, сырье приходится очищать и мыть, что увеличивает затраты на переработку бутылок. Полученное таким образом вторичное сырье отличается невысоким качеством.

Оборудование для переработки пластиковых бутылок состоит из двух секций. В первой происходит измельчение ПЭТ и отмывка от загрязнений, во второй секции производится гранулирование материалов с помощью экструдера. Комплектация оборудования для переработки ПЭТ бутылок зависит от того, насколько загрязненным будет исходный материал.

В состав линии по переработке пластиковых бутылок входят несколько видов оборудования. Подготовленное сырье по транспортеру подается для загрузки в дробилку. Здесь сырье измельчается до нужного размера, после чего полученные фракции транспортируются с помощью сжатого воздуха на линию флотации. На этом этапе измельченное сырье отделяется от включений других материалов (бумага, упаковочная пленка), после чего поступает в мойку. После

сушки полимерное сырье поступает в бункер, из которого выгружается в тару и складируется либо подается для дальнейшей переработки.

Оборудование для переработки пластиковых бутылок дает возможность получить гранулят, который в дальнейшем применяется для производства тары технического назначения, в качестве добавки при производстве полимеров, а также для производства компаундов. Утилизация пластиковых отходов сегодня является задачей номер один в деле сокращения вредного влияния человека на окружающую среду. Британская компания Affresol предложила свой, весьма интересный способ переработки использованного пластика для нового применения — спроектировав на его основе удивительные модульные дома.

Сегодня наиболее интересным кровельным покрытием является черепица. Черепица является одним из наиболее долговечных кровельных материалов, срок службы — более 100 лет. Черепица абсолютно не чувствительна к любым воздействиям: жаре и морозу, граду и ураганам, кислороду воздуха, кислотным дождям, деятельности бактерий и низших растений, излучению ультрафиолетовой и инфракрасной частей солнечного спектра и т. д. По сравнению с металлической кровлей, меньше вероятность попадания молнии в крышу, кровля не накапливает статическое электричество, опасное для человека и способное вызвать пожар.

Черепичная кровля без напряжения приспосабливается к неизбежным деформациям при сезонной осадке зданий и к температурным колебаниям. Роль температурных швов выполняют в ней черепичные стыки. Кстати, стыки именно такого рода обеспечивают эффективное проветривание подкровельного пространства от избытка паров бытовой влаги, очень активных в отопительный период и при суточных перепадах температур. А конденсат, как известно, главный враг деревянных и металлических конструкций крыши. Из-за низкой теплопроводности летом под такой кровлей прохладно, а зимой — тепло. Низкая теплопроводность в сочетании с массивностью материала обусловливает также минимальное образование конденсата на внутренней поверхности черепичного покрытия.

Если в других видах черепицы эти качества обеспечиваются большой толщиной и, соответственно, большим весом элементов черепицы, то полимерпесчаная черепица решает эти задачи по-другому. Благодаря добавлению к песку, как наполнителю, в качестве связующего материала современных полимеров, появилась возможность снизить вес черепицы, одновременно увеличив общую долговечность кровли. Уменьшение веса позволило упростить конструкцию кровли и снизить стоимость черепицы. Высокая ремонтопригодность кровли дает возможность заменить любой элемент крыши или даже использовать черепицу повторно.

Уникальность полимерпесчаной черепицы в том, что сырье для ее изготовления буквально лежит под ногами.

Сырьем при производстве полимерпесчаной черепицы являются полимерные отходы в различных видах: упаковка, пластиковая тара, пришедшие в негодность изделия быта. Все больше и больше товаров упаковывается в полимеры, растет ассортимент стройматериалов, изготовленных из пластиков. Недостатка в сырье не предвидится, а наоборот, объемы полимерных отходов будут только расти, а потребность в строительных материалах только увеличится.

Технология производства полимерно-песчаной черепицы из полимерных отходов не предполагает очистку и глубокую сортировку сырья. Предлагается лишь придерживаться соотношения 40-50/60-50 так называемых мягких (полиэтилены) и жестких (полипропилены, полистиролы, АБС пластики, ПЭТ и пр.) полимеров.

Кроме отходов полимеров, в производстве полимерно-песчаной черепицы требуется песок. Он используется как наполнитель и должен быть сухим, просеянным, без глинистых и пылевидных включений. Не имеет значения, какого цвета песок и происхождения. Допустимая фракция песка до 3 мм. Может использоваться и другой наполнитель, более доступный в выбранной местности, но перед промышленным использованием необходимо исследовать его влияние на качество продукции.

На первом этапе производства отобранные и отсортированные пластики измельчаются на дробильной машине. Желательно иметь соотношение 50/50 твердых и мягких полимеров.

Полимерпесчаная черепица получается тем качественнее, чем равномернее смешаны полимеры и песок. Не нужно предварительно очищать отходы пластиков. Единственным вредителем может быть машинное масло, попадаемое с канистрами. Но его количество, как правило, незначительное, не влияет на качество плитки, а если и проявится пятном на плитке, при повторной переработке пропадает. Остальные примеси выгорают. В дальнейшем стройматериалы из полимерпесчаной смеси устойчивы к маслам и другим хим. продуктам. Следует также избегать попадания металлических включений, фольги.

После первого измельчения отходы пластиков попадают в экструзионную машину, где под нагревом перемешиваются — достаточно перемешать отходы пластиков, используя свойства вязкости расплавленных полимеров.

В структуре полимерных отходов большое место занимают пленки полиэтилена и полипропилена. Они без измельчения добавляются в экструзионную машину.

Полученную полимерпесчанную массу с консистенцией дрожжевого теста оператор рукавицей снимает на выходе из экструзионного узла линии, и, сваляв руками шар (агломерат до 100 мм), бросает в воду для охлаждения. Вынутый из воды, не совсем остывший, но уже затвердевший агломерат быстро сохнет, остывая.

Весь остывший агломерат подвергается повторному измельчению в щепу с размером фракции до 1-10 мм. Таким образом, получается готовое сырье для полимерно-песчаной смеси.

Получение полимерпесчаной массы и формовка черепицы является завершающим этапом.

Смешивание песка, полимеров и красителей происходит в термосмесительном агрегате (Агрегат Плавильно-Нагревательный). Важно

поддерживать массу смеси в АПН постоянной, добавляя по мере расхода готовой массы новые порции. Измельченная полимерпесчаная масса смешивается с песком и красителями в пропорциях 24/75/1.

Соотношение песка и полимеров влияет и на производительность — та масса, которая имеет в составе больше песка и нагреваться будет дольше. Это свойство следует учитывать при расчете себестоимости и учете продукции.

Важно получить качественную смесь — частицы песка должны полностью обволакиваться полимерами, без пробелов. Это достигается уникальной конструкцией вала: лопасти на валу расположены так, что при вращении вала скорость продвижения массы разная в 3 зонах нагрева, что обеспечивает полный расплав полимера и качественное смешивание с наполнителем.

Таким образом, полученная полимерно-песчаная масса с температурой на выходе около 170-190 градусов выдавливается из машины после открытия заслонки. Оператор отрезает ножом необходимое количество, взвешивает на весах, и получив нужное (около 2 кг), обычным совком укладывает в форму.

Форма, установленная на прессе с подвижной нижней плитой, охлаждается по-разному.

Верхняя часть имеет температуру около 80 градусов, а нижняя 45, или охлаждается как можно сильнее, для быстрейшего формования черепицы (30-50 сек).

Это сделано для создания глянца на наружной стороне полимерно-песчаной черепицы, полимер как бы выдавливается вверх, заполняя поры между наполнителем.

Такое неравномерное охлаждение может привести к изгибу черепицы, поэтому она укладывается на стол охлаждения и прижимается грузом до окончательной формовки.

Для получения матовой поверхности полимерно-песчаной черепицы достаточно охладить верхнюю форму также сильно, как и нижнюю. Это применяется для производства полимерно-песчаной брусчатки. Краситель может и не добавляться, и изделие получается серым по цвету, как бетон.

Список литературы:

1. Белевич В. Б. Кровельные и жестяные работы. — Москва: , 2005. —224 с.

2. Журнал «Перспективные материалы», Издательство "Интерконтакт Наука"

3. Журнал «Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века».