Дипломный проект - Использование техногенных отходов при производстве строительных керамических изделий

СОДЕРЖАНИЕ
СОСТАВ ГРАФИЧЕСКОЙ ЧАСТИ    9
ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ    10
ВВЕДЕНИЕ    11
1 АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ РАЗДЕЛ    12
1.1 Генеральный план    12
1.2 Архитектурно-планировочное решение    12
1.3 Конструктивное решение    13
1.3.1 Фундаменты    13
1.3.2 Наружные стены    14
1.3.3 Внутренние стены    14
1.3.4 Перегородки    15
1.3.5 Перекрытия    15
1.3.6 Крыша    15
1.3.7 Конструкция полов    15
1.3.8 Внутренняя отделка    16
1.3.9 Окна и двери    16
1.3.10 Лестницы    16
1.4 Теплотехнический расчёт ограждающих конструкций    17
2 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР    20
2.1 Общие сведения о применении строительных керамических изделий    20
2.2 Актуальность применения техногенных отходов при производстве строительных керамических изделий21
2.3 Цель и задачи исследования    23
3 ОХРАНА ТРУДА И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ЭКСПЕРИМЕНТОВ    24
3.1 Безопасность жизнедеятельности на производстве    24
3.2 Безопасность жизнедеятельности в аварийных ситуациях    27
4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ    30
4.1 Планирование эксперимента    30
4.2 Подготовка сырьевых компонентов    32
4.3 Изготовление экспериментальных и контрольных образцов    36
4.4 Проведение испытаний экспериментальных образцов    41
4.4.1 Общие требования    41
4.4.2 Определение предела прочности при изгибе    42
4.4.3 Определение предела прочности при сжатии    44
4.4.4 Определение воздушной усадки образцов    46
4.4.5 Определение огневой усадки образцов    48
4.4.6 Определение водопоглощения образцов    49
4.5 Проведение испытаний контрольных образцов    50
5 ОБРАБОТКА И ОБОБЩЕНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ    52
5.1 Методы исследования    52
5.2 Результаты испытаний образцов на предел прочности при изгибе    54
5.3 Результаты испытаний образцов на предел прочности при сжатии    58
5.4 Результаты испытаний образцов на воздушную усадку    63
5.5 Результаты испытаний образцов на огневую усадку    66
5.6 Результаты испытаний образцов на водопоглощение    71
5.7 Изучение спектрального анализа экспериментальных образцов    76
6 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ    85
6.1 Введение    85
6.2 Технологическая линия производства строительных керамических изделий    85
6.2.1 Добыча, обогащение и хранение сырьевых компонентов    85
6.2.2 Приготовление формовочных масс    87
6.2.2.1Предварительная обработка сырьевых материалов    87
6.2.2.2Дозирование материалов    87
6.2.2.3Помол компонентов шихты    88
6.2.2.4Обогащение массы    88
6.2.2.5Получение пресс-порошка    89
6.2.3 Формование    89
6.2.4 Сушка    90
6.2.5 Высокотемпературный обжиг керамических изделий    90
6.3 Возможность внедрения золы-уноса, как добавки, в технологическую линию промышленного производства керамических изделий    91
7 ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ    92
ЗАКЛЮЧЕНИЕ    97
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ    98

Чертежи проекта:
1. План первого этажа М1:50, Фасад 1-5 М1:50, Фасад Ж-А М1:50.
2. Планирование эксперимента.
3. Результаты измерения воздушной усадки.
4. Результаты измерения огневой усадки.
5. Результаты измерения предела прочности на изгиб.
6. Результаты измерения предела прочности на сжатие.
7. Результаты измерения водопоглощения.
8. Результаты ИК-спектроскопии контрольных образцов, Результаты ИК-спектроскопии модифицированных образцов.

Проект здания разработан со стенами из газобетонных блоков, облицованных керамической модифицированной плиткой. Площадь здания составляет – 109 м2. Высота первого этажа 2500 мм, высота мансарды 2500 мм. 
Цветовое решение здания выбрано в «сливочных» тонах, а крыши в коричневых тонах/

В данном одноэтажном жилом здании с мансардной был принят сборный ленточный фундамент, состоящий из железобетонных плит фундамента – ФЛ по 
ГОСТ 13580-2021 <2>. Были приняты следующие типы фундаментных плит ФЛ 12.12-1, ФЛ 12.24-1, ФЛ 12.8-1.
Фундаментные блоки выполнены из бетона по ГОСТ 13579-2018 <3> и использовались следующих типов: ФБС 24.6.6, ФБС 12.6.6 и ФБС 9.6.6, которые укладываются в 3 ряда с перевязкой швов. Отметка глубины заложения составляет 
-2,600. 
В местах сопряжения продольных и поперечных стен ФЛ и ФБС блоки укладывают впритык и места сопряжения между ними заделываются бетонной смесью. 
Поверх фундаментных блоков, а также по цоколю на отметках -0,100 и 
-0,500 укладывается гидроизоляция в виде плёночной (полимерной) мембраны, толщина которой 2 мм.
Толщина наружной несущей стены рассчитывается на основании теплотехнического расчета. Внутренний слой стены состоит из газобетонных блоков с плотностью 400 кг/м3, толщиной 400 мм. Наружный слой – облицовочная керамическая плитка с плотностью 1600 кг/м3, толщиной 20 мм. Общая толщина стены – 420 мм. Поверхность наружных стен – керамическая плитка «сливки». 
Внутренние несущие стены здания запроектированы из газобетонных блоков с плотностью 400 кг/м3, толщиной 400 мм. В месте устройства вентиляционных каналов стены выполнены из керамического пустотного кирпича с плотностью 1400 кг/м3, толщиной 380 мм на ширину, необходимую для устройства вентиляционных каналов.
Перегородки выполнены из газобетона толщиной 100 мм.
Типом конструкции междуэтажного перекрытия является балочным перекрытие, где несущий элемент деревянные балки с сечением 220х100 и 150х100. Используются ж/б ригели под наружные стены выпирающей части мансардного этажа.
Глубина опирания концов балок в гнездах каменных стен должна быть не менее 150 мм.
Также используются деревянные щиты. Крепления щитов осуществляется анкерами.

Крыша стропильная, двухскатная, утепленная минераловатными плитами, с установкой стропильных ног сечением 200х50 мм, с шагом 1070 мм, 1000 мм, 900 мм и 685 мм. Также к несущим элементам крыши относятся: мауэрлат 150х150мм; кобылки 60х120мм; обрешетка 50х50мм; лобовые доски 22х250мм.
На обрешетку укладывается кровельный стальной лист. 
С – стропильная нога. 
Основные стропильные ноги: С1 – 200х50х4000 мм (19).
Дополнительные стропильные ноги: С2 – 200х50х3450 мм (2), С3 – 200х50х2200 мм, С4 – 200х150х3800 мм (2), С5 – 200х50х500 мм, С6 – 200х50х1400 мм, С7 – 200х50х1600 мм.

Тип конструкции деревянного пола выбран дощатый. 
Дощатый пол на грунте состоит из: досок толщиной 30 мм; клеевого слоя; стяжки из цементно-песчаного раствора марки М100 толщиной 40 мм; теплоизоляции – пенополистирола толщиной 150 мм; гидроизоляции  мембраны из полиэтилена толщиной 2 мм; подстилающего слоя из бетона класса В 7.5 толщиной 100мм. Дощатый пол междуэтажного перекрытия состоит из досок толщиной 30 мм, лаг 30х150 с шагом 350мм, балок 220х100 и 150х100, щитов перекрытия 40 мм, шпонированных панелей. 

Стены и перегородки затираются цементным раствором, и покрываются улучшенной клеевой краской. Площадки перед входом, санузлы, туалетные комнаты затираются цементным раствором и покрываются улучшенной клеевой краской.

Окна запроектированы ПВХ с однокамерным стеклопакетом. В проекте здания применяются следующие типы окон: ОП ОСП 15-21, ОП ОСП 15-15, ОП ОСП 15-12, ОП ОСП 15-9, ОП ОСП 15-6, ОП ОСП 12-9, ОП ОСП 6-15. 
Двери в проекте здания предусмотрены нескольких видов: ДГ –дверь глухая (ДГ 21-9, ДГ 21-7), БП ОСП – деревянный дверной блок с одной створкой стеклопакета (БП ОСП 22-9, БП ОСП 22-18).

В проекте данного здания применялась деревянная лестница с забежными ступенями и лестничные марши. 
Высота входных лестниц принята 450 мм, ширина 600 мм, высота ступеней 
150 мм, ширина ступеней 300 мм, толщина ступени 50 мм и ширина выступа 0 мм. Количество ступеней 2. Количество лестниц 2.
Высота лестничного марша принята 1400 мм, ширина 2700 мм, высота ступеней 140 мм, ширина ступеней 300 мм, толщина ступени 50 мм и ширина выступа 0 мм. Количество ступеней 9. Количество маршей 2.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В процессе выполнения научно-исследовательской работы доказано, что при определённом соотношении компонентов исследуемого сырья можно обеспечить снижение температуры спекания глины и получить результаты, пригодные для промышленного применения, что способствует снижению себестоимости керамических изделий.
Приведённые в данном отчёте данные свидетельствуют о возможности получения керамических изделий при меньшей температуре спекания с сохранением высоких физико-механических параметров за счёт модификации состава изделия золами-уноса Курганской ТЭЦ.
В связи с тем, что технологическая линия производства не изменялась, то для внедрения технологии в производственный процесс не потребует большого вложения капитала.
Наиболее перспективными выбраны составы: 2, 8 и 9.
На момент составления отчёта подана заявка на патент на изобретение в Роспатент. Название заявки «Сырьевая смесь для керамических изделий». Входящий номер заявки 075367. Регистрационный номер 2024133959. На данный момент состояние делопроизводства: экспертиза по существу (последнее изменение статуса 01.05.2025).