Spalování cihel je energeticky náročný proces. V našich podmínkách se nejčastěji využívají plynové pece, ale ve světě se ročně spotřebuje kolem 24 milionů tun uhlí, které jsou potenciálním zdrojem znečištění ovzduší. Ostatně ani plyn není úplně bez emisní i když je zhruba o 40 % čistější než již zmíněné uhlí. Pochopitelně, že dost závisí i na kvalitě samotného uhlí, ale mimo Evropu se na to až tolik nehledí.

Polovina až dvě třetiny světové populace, v tradičních společnostech i ve vyspělých zemích, stále žije nebo pracuje v budovách vyrobených z hlíny, často vypálené do cihel, jako nezbytnou součástí své nosné konstrukce a tento sektor se také ukazuje jako živobytí velkého množství nekvalifikované pracovní síly.

Pouhé mávnutí křídel

Podle odhadů je požadovaná teplota v peci kolem 1400 °C, což vyžaduje spálení jednorázového množství paliva způsobujícího emise vysoce znečištěných plynů, jako je oxid uhelnatý (CO), oxid uhličitý (CO₂), čpavek (NH₃) a v některých případech chlór a fluor, které nejsou bezpečné. Kvůli obrovskému množství toxických emisí způsobují cihlové pece vážné zdravotní problémy. I když dopad znečištění způsobeného lokálně malými izolovanými cihlářskými pecemi není významný, velké pece v blízkosti měst a měst jsou důležitým důvodem k obavám.

Emise se šíří po světě. Vždyť pomyslné mávnutí křídel motýla v amazonském pralese dokáže ovlivnit přírodu na druhém konci světa.

V rozvojových zemích, jako je Indie, jsou otevřené skládky běžnou scénou kvůli nedostatku kvalifikované pracovní síly a nízkému rozpočtu na likvidaci odpadu. Tyto odpady mohou představovat potenciální nebezpečí pro životní prostředí a lidské zdraví, pokud nejsou správně skladovány, přepravovány, likvidovány nebo spravovány. I když je nakládání s nebezpečnými odpady a odpadními vodami regulováno, pevné odpady jsou často bez rozdílu vyhazovány do prostředí, které představuje zdravotní riziko.

Z tohoto pohledu je nakládání s takovými odpady, jejich zneškodňování ekologickým a ekonomicky životaschopným způsobem velmi důležité a tato práce předkládá návrhy, jak se s tímto rizikem vyrovnat. Těžbou lateritického kamene vzniká 15–20 % půdního odpadu, což představuje problém likvidace. Podobně odpadní sklo ze sklářského průmyslu je průmyslový odpad, o jehož likvidaci je třeba se postarat. Z celkového množství skla vyrobeného v Indii se pouze 45 % recykluje, což ukazuje, že existuje potřeba řádného nákupu a nakládání s odpadním sklem.

Existuje však účinná alternativa pro bezpečnou likvidaci průmyslových vedlejších produktů, jako je lomový prach a skleněný prášek, jejich částečným začleněním do hliněných cihel nahrazením říčního písku, který je nákladnou složkou a jehož dostupnost je omezená. Cílem je hledat inovativní výrobu energeticky účinných cihel, šetrných k životnímu prostředí ve výrobním procesu a pro konečné použití výrobků z hliněných cihel. Pokusíme se najít hliněné cihly, které poskytují výjimečnou energetickou účinnost, odolnost, recyklovatelnost a nenáročnou údržbu s minimálním dopadem na životní prostředí, ze kterého pocházejí.

Experimentální postupy

Seriál vychází ze studie autorů Mary Lissy, Carolina Petera, Kavya Mohana, Shone Greens a Sneha George. Text je výrazně zkrácen a redakčně upraven.

Nejprve se shromáždí hlavní složky, jako je písek, jíl, cihlářská hlína, skleněný prášek a lomový prach, potřebné pro odlévání vzorků, a provede se sítová analýza. Složky se poté odeberou podle zkušebních poměrů a v suchém stavu se řádně promísí a poté se přidá potřebné množství vody, aby se získala správná konzistence.

Pro odlévání vzorků se používá stolní formování, kdy se nejprve připravená směs naplní do formy a po řádném dokončení povrchu se vytlačí ven. Takto připravené vzorky se řádně suší ve třech různých stupních, nejprve se suší ve stínu po dobu 3 dnů, poté se vystaví přímému slunečnímu záření po dobu 5 dní a nakonec se spalují v muflové peci po dobu dalších 3 dnů.

Materiály a metoda

Různé materiály používané při výrobě hliněných cihel v tomto seriálu jsou hlína, písek, červená zemina, lomový prach a skleněný prášek. Stručný popis těchto materiálů je následující:

Jíl (C): Jedná se o jemnozrnný přírodní horninový nebo půdní materiál, který kombinuje jeden nebo více jílových minerálů s možnými stopami křemene, oxidů kovů a organických látek. Jsou plastické kvůli velikosti částic, geometrii i obsahu vody a při sušení nebo vypalování se stávají tvrdými, křehkými a neplastickými.

Písek (S): Přírodní říční písek je přirozeně se vyskytující zrnitý materiál složený z jemně rozmělněných hornin a minerálních částic. Jeho složení je většinou oxid křemičitý (oxid křemičitý), obvykle ve formě křemene. Těží se z koryt řek a používá se jako jemné kamenivo. Nerozlišující těžba písku způsobuje škody na životním prostředí. V poslední době je kvůli obtížnosti dostupnosti přírodního písku jeho cena poměrně vysoká.

Cihlářská hlína (RE): Obecně se získává z krystalické horniny a běžně se vyskytuje v teplém, mírném a vlhkém podnebí pod listnatými nebo smíšenými lesy s tenkými organickými a anorganicko-minerálními vrstvami překrývajícími žlutohnědou vyluhovanou vrstvu spočívající na aluviální červené vrstva. K jejich červené barvě přispívají především oxidy železa vyskytující se jako tenké povlaky na částicích půdy. Jeho chemické složení zahrnuje nerozpustný materiál 90,47 %, železo 3,61 %, hliník 2,92 %, organické látky 1,01 %, hořčík 0,70 %, vápno 0,56 %, oxid uhličitý 0,30 %, potaš 0,24 %, soda 0,12 %, fosfor 0,09 % a dusík 0,08 %.

Lomový prach (QD): Obsahuje oxid křemičitý, což je bezbarvá krystalická sloučenina, která se nachází hlavně v přírodním písku, křemeni, pazourku atd. a je důležitou složkou při zvyšování pevnostních vlastností materiálů. Lomový prach je vedlejším produktem procesu drcení a ukládá se na skládky. Prach z lomu obsahuje oxid křemičitý a může splnit požadavek na jemné kamenivo. Jeho zapracováním do cihel jako náhrady přírodního písku se snižuje požadavek na plochu skládky pro jeho ukládání a může také pomoci při řešení problému nedostatku přírodního říčního písku pro jeho nízkou cenu a podobné vlastnosti.

Skleněný prášek (GP): Skládá se hlavně z oxidu křemičitého. Jakmile odpadní sklo vznikne, je ukládáno na skládky, ročně se po celém světě vyprodukují miliony tun odpadního skla. Praxe ukládání na skládky je zcela neudržitelná, protože sklo se nerozkládá do životního prostředí. Využití mletého odpadního skla v cihle jako částečné náhrady písku by mohlo být důležitým krokem k nalezení způsobu, jak bezpečně nakládat odpadní sklo.

Další díly seriálu:
Efektivní výroba hliněných cihel s využitím odpadu – 3. část
Efektivní výroba hliněných cihel s využitím odpadu – 2. část
Efektivní výroba hliněných cihel s využitím odpadu – 1. část

-red-