การประยุกต์ใช้เหล็กออกไซด์ในอุตสาหกรรมการก่อสร้าง

การแนะนำ

 

แอปพลิเคชันอุตสาหกรรม

 

เม็ดสีและการเคลือบ: เฟอร์รัสออกไซด์หรือที่รู้จักกันทั่วไปว่าเป็นเหล็กสีแดงมักใช้เป็นเม็ดสีเนื่องจากสีน้ำตาลแดงและมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมเช่นสีหมึกและยาง เม็ดสีเหล็กออกไซด์มีการใช้งานที่สำคัญในการเคลือบรถยนต์ระดับสูงการเคลือบสถาปัตยกรรมการเคลือบป้องกันการกัดกร่อนและทุ่งนาอื่น ๆ เนื่องจากความต้านทานความร้อนที่ยอดเยี่ยมความต้านทานต่อสภาพอากาศและการดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลต

 

วัสดุแม่เหล็ก: Fe3O4 มีแม่เหล็กที่ดีและเป็นองค์ประกอบหลักของแม่เหล็กที่ผลิตตามธรรมชาติ มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตเสียงเทปวิดีโอและอุปกรณ์โทรคมนาคม Soft Magnetic Ferrite ยังถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในสาขาต่าง ๆ เช่นการสื่อสารทางวิทยุการออกอากาศและโทรทัศน์และการควบคุมอัตโนมัติ

 

ตัวเร่งปฏิกิริยา: อนุภาคผงα- Fe2O3 เนื่องจากพื้นที่ผิวเฉพาะขนาดใหญ่และเอฟเฟกต์พื้นผิวเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่ยอดเยี่ยมที่สามารถใช้ในกระบวนการเร่งปฏิกิริยาของการเกิดออกซิเดชันของพอลิเมอร์การลดและการสังเคราะห์

 

แอปพลิเคชันชีวิตประจำวัน

 

การทำให้บริสุทธิ์ด้านสิ่งแวดล้อม: ออกไซด์เหล็กระดับนาโนมีผลการดูดซับที่ดีต่อมลพิษบางอย่างในสิ่งแวดล้อมเช่น CR (VI) และสามารถใช้ในการบำบัดน้ำเสียด้านสิ่งแวดล้อม

 

สนามชีวการแพทย์: นาโนเหล็กออกไซด์มีบทบาทสำคัญในแคปซูลยาการสังเคราะห์ยาเทคโนโลยีชีวการแพทย์และสาขาอื่น ๆ

 

การระบายสีแก้ว: กระจกสีที่มีเหล็กออกไซด์สามารถดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลตและรังสีอินฟราเรดและใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตแก้วดูดซับความร้อนแก้วแว่นกันแดด ฯลฯ

 

ลักษณะพื้นฐานของเหล็กออกไซด์

 

องค์ประกอบทางเคมีและการจำแนกประเภท

 

Ferrous ออกไซด์หรือที่เรียกว่า Iron Monoxide เป็นผงสีดำที่ไม่เสถียรและออกซิไดซ์ได้ง่ายในเฟอร์ริกออกไซด์ในอากาศ

 

Iron Trioxide: ที่รู้จักกันทั่วไปว่า Iron Red เป็นผงสีน้ำตาลแดงที่ไม่ละลายในน้ำ มันสามารถทำปฏิกิริยากับกรดเพื่อสร้างเกลือเหล็กและน้ำ trivalent และมีคุณสมบัติของอัลคาไลน์ออกไซด์

 

Iron Trioxide หรือที่รู้จักกันในชื่อ Iron Oxide Black เป็นคริสตัลสีดำแม่เหล็กที่ไม่ละลายในน้ำกรดอัลคาไลและตัวทำละลายอินทรีย์เช่นเอทานอลและอีเธอร์

 

คุณสมบัติทางกายภาพและการเปลี่ยนแปลงสี

 

Ferrous ออกไซด์: คุณสมบัติทางกายภาพเป็นผงสีดำที่มีความหนาแน่นสัมพัทธ์ประมาณ 5.7, ละลายได้ในกรด, ไม่ละลายในน้ำและสารละลายอัลคาไลน์

 

Iron Trioxide: คุณสมบัติทางกายภาพเป็นผงสีน้ำตาลแดงที่มีความหนาแน่นสัมพัทธ์ประมาณ 5.24 และจุดหลอมเหลวของ 1565 ℃ มันไม่ละลายในน้ำและละลายได้ในกรดเช่นกรดไฮโดรคลอริกและกรดซัลฟิวริก

 

Iron Trioxide: มันเป็นคริสตัลสีดำที่มีความหนาแน่นสัมพัทธ์ประมาณ 5.18 และจุดหลอมเหลวของ 1594.5 ℃ มันมีแนวโน้มที่จะเกิดออกซิเดชันเป็นสามช่องทางเหล็กในอากาศชื้น

 

แอปพลิเคชันเป็นสี

 

เม็ดสีเหล็กออกไซด์มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการระบายสีของคอนกรีตและปูนเนื่องจากประสิทธิภาพการระบายสีและเศรษฐกิจที่ยอดเยี่ยมโดยเฉพาะอย่างยิ่งในด้านการตกแต่งและการออกแบบทางสถาปัตยกรรม เม็ดสีเหล่านี้สามารถผสมลงในซีเมนต์โดยตรงเพื่อให้สีที่ต้องการสำหรับพื้นผิวอาคารซึ่งจะช่วยเพิ่มเอฟเฟกต์ภาพและค่าความงาม

 

ในแง่ของการระบายสีคอนกรีตและปูนเม็ดสีเหล็กออกไซด์สามารถให้ตัวเลือกสีที่หลากหลายตั้งแต่สีแดงสีเหลืองเป็นสีเขียว เม็ดสีเหล่านี้ไม่เพียง แต่ปรับปรุงการปรากฏตัวของคอนกรีตเท่านั้น แต่ยังให้ผลการป้องกันบางอย่างเช่นการดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลตและปกป้องวัสดุฐานจากการย่อยสลาย นอกจากนี้สภาพอากาศและความต้านทานทางเคมีของเม็ดสีเหล็กออกไซด์ทำให้พวกเขามีเสถียรภาพในสภาพแวดล้อมกลางแจ้งและมีแนวโน้มที่จะซีดจางน้อยลง

 

การใช้เม็ดสีเหล็กออกไซด์ในการตกแต่งสถาปัตยกรรมและการออกแบบสามารถเพิ่มความสวยงามและการปรับสภาพส่วนบุคคลของอาคาร นักออกแบบสามารถสร้างรูปลักษณ์ทางสถาปัตยกรรมที่ไม่เหมือนใครและเอฟเฟกต์การตกแต่งภายในโดยเลือกสีและพื้นผิวที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่นโดยใช้เม็ดสีเหล็กออกไซด์เป็นไปได้ที่จะจำลองพื้นผิวของวัสดุธรรมชาติเช่นเลียนแบบการปรากฏตัวของหินอิฐหรือไม้ นอกจากนี้คอนกรีตสียังใช้เพื่อสร้างพื้นผิวอาคารที่มีภาพและพื้นผิวเฉพาะ ตัวอย่างเช่นโดยใช้คอนกรีตสีที่มีพื้นผิวที่ขรุขระและผิดปกติสัมผัสใกล้กับพื้นผิวดั้งเดิมของมือมนุษย์ถูกสร้างขึ้น

 

โดยสรุปการประยุกต์ใช้เม็ดสีเหล็กออกไซด์ในการระบายสีของคอนกรีตและปูนเช่นเดียวกับในการตกแต่งอาคารและการออกแบบไม่เพียง แต่เสริมสร้างการแสดงออกทางสายตาของอาคาร แต่ยังช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการป้องกันและความทนทานของวัสดุ มันเป็นหนึ่งในวัสดุที่ขาดไม่ได้ในสถาปัตยกรรมและการออกแบบที่ทันสมัย

 

การเสริมแรงและต่อต้านการกัดกร่อนของคอนกรีต

 

การปรับปรุงคุณสมบัติเชิงกลของคอนกรีต

วัตถุประสงค์ของการเสริมแรงคอนกรีตคือการปรับปรุงคุณสมบัติเชิงกลผ่านวิธีการต่าง ๆ เช่นการดัดการบีบอัดและแรงดึง วิธีการเสริมแรงทั่วไป ได้แก่ :

 

วางแผ่นเหล็กหรือผ้าคาร์บอนไฟเบอร์: ใช้สารกาวเช่นอีพอกซีเรซินเพื่อวางแผ่นเหล็กหรือผ้าคาร์บอนไฟเบอร์ลงบนพื้นผิวคอนกรีตเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติการดัดและแรงดึง

 

เหล็กจากภายนอก: โดยการวางเหล็กมุมรอบ ๆ ส่วนประกอบคอนกรีตและแผ่นเสริมการเชื่อมความสามารถในการรับน้ำหนักและความแข็งของส่วนประกอบจะได้รับการปรับปรุง

 

การเน้นย้ำก่อน: การใช้การอัดแรงภายนอกเช่นการใช้เส้นเหล็กที่อัดแรงหรือแผงคาร์บอนไฟเบอร์เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพโดยรวมของโครงสร้าง

 

วิธีการขยายส่วน: การเพิ่มเลเยอร์คอนกรีตใหม่และแถบเหล็กนอกส่วนประกอบคอนกรีตดั้งเดิมเพื่อปรับปรุงขนาดส่วนและความสามารถในการแบกโครงสร้าง

 

ป้องกันการกัดกร่อนและยืดอายุการใช้งาน

การรักษาด้วยการกัดกร่อนของคอนกรีตมีวัตถุประสงค์เพื่อป้องกันหรือชะลอกระบวนการกัดกร่อนซึ่งจะยืดอายุการใช้งาน มาตรการต่อต้านการกัดกร่อนรวมถึง:

 

ใช้การเคลือบป้องกันการกัดกร่อนเช่นการเคลือบคอนกรีตซิลิกอนอินทรีย์อินทรีย์และการเคลือบคอนกรีตคอนกรีตซึ่งสามารถเจาะพื้นผิวของคอนกรีตสร้างชั้นป้องกันและป้องกันการบุกรุกของความชื้นและสารอันตราย

 

Silane impregnation: Silane impregnation สามารถเจาะการตกแต่งภายในของคอนกรีตทำปฏิกิริยากับโมเลกุลของน้ำเพื่อสร้างชั้นขับไล่และปรับปรุงการกันน้ำและความต้านทานการกัดกร่อนของคอนกรีต

 

การเสริมแรงของพื้นผิว: โดยการเคลือบวัสดุกันน้ำเช่นพอลิเมอร์ซีเมนต์ปูนหรือสารเคลือบกันน้ำพอลิเมอร์บนพื้นผิวของคอนกรีตความสามารถในการรับรู้และความต้านทานการผุกร่อนสามารถปรับปรุงได้

 

การเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบโครงสร้าง: พิจารณาความทนทานของโครงสร้างคอนกรีตในระหว่างขั้นตอนการออกแบบเลือกวัสดุที่เหมาะสมและมาตรการการก่อสร้างเช่นการใช้มวลรวมและสารเติมแต่งที่ทนต่อการกัดกร่อน

 

วัสดุก่อสร้างที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม

 

ความยั่งยืนและผลกระทบทางนิเวศวิทยา

ประสิทธิภาพของทรัพยากร: วัสดุก่อสร้างที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมักใช้ทรัพยากรทดแทนหรือวัสดุรีไซเคิลเช่นไม้ไผ่เหล็กรีไซเคิลและพลาสติกรีไซเคิล กระบวนการผลิตวัสดุเหล่านี้ใช้พลังงานน้อยลงลดการใช้ทรัพยากรธรรมชาติ

 

การลดของเสีย: การออกแบบวัสดุเหล่านี้มีวัตถุประสงค์เพื่อลดการสร้างของเสียในระหว่างกระบวนการก่อสร้างและทำให้ง่ายต่อการรีไซเคิลหรือย่อยสลายทางชีวภาพในตอนท้ายของวงจรชีวิตของอาคารซึ่งจะช่วยลดแรงกดดันต่อหลุมฝังกลบ

 

การลดมลพิษ: วัสดุก่อสร้างที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมสร้างมลพิษในระดับที่ต่ำกว่าในระหว่างการผลิตและการใช้งานรวมถึงการลดการปล่อยก๊าซที่เป็นอันตรายมลพิษทางน้ำและมลพิษทางดิน

 

ประสิทธิภาพการประหยัดพลังงาน: วัสดุเหล่านี้มีประสิทธิภาพของฉนวนและประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่ดีซึ่งสามารถลดการใช้พลังงานของอาคารและลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก

 

การส่งเสริมอาคารสีเขียว

หลักการออกแบบ: การออกแบบอาคารสีเขียวเป็นไปตามหลักการที่ 3 - ลดการใช้ซ้ำและรีไซเคิล ด้วยการเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบเพื่อลดการใช้วัสดุเลือกวัสดุรีไซเคิลหรือวัสดุหมุนเวียนและโครงสร้างการออกแบบที่ง่ายต่อการถอดและรีไซเคิลในอนาคต

 

ระบบการรับรอง: ระบบการรับรองอาคารสีเขียวเช่น LEED (การออกแบบพลังงานและสิ่งแวดล้อมชั้นนำ) และ Breeam (การประเมินผลการวิจัยด้านสิ่งแวดล้อมการวิจัย) ส่งเสริมการใช้วัสดุก่อสร้างที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมและประเมินประสิทธิภาพด้านสิ่งแวดล้อมโดยรวมของอาคาร

 

การสนับสนุนนโยบาย: หลายประเทศและภูมิภาคสนับสนุนการใช้วัสดุก่อสร้างสีเขียวในอุตสาหกรรมการก่อสร้างผ่านกฎหมายและสิ่งจูงใจทางการคลังเช่นการลดภาษีและเงินอุดหนุนเพื่อส่งเสริมการพัฒนาอาคารสีเขียว

 

การรับรู้ของประชาชน: ด้วยการรับรู้ที่เพิ่มขึ้นของการคุ้มครองสิ่งแวดล้อมผู้บริโภคและสถาปนิกมีแนวโน้มที่จะเลือกวัสดุก่อสร้างที่มีผลกระทบน้อยกว่าต่อสิ่งแวดล้อมซึ่งจะช่วยผลักดันความต้องการของตลาดและนวัตกรรมทางเทคโนโลยีสำหรับวัสดุก่อสร้างสีเขียว

 

การใช้อาคารอื่น ๆ ของเหล็กออกไซด์

 

การก่อสร้างถนนและสะพาน

 

ในฐานะที่เป็นเม็ดสี: เม็ดสีออกไซด์เหล็กถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการทำเครื่องหมายสีถนนเนื่องจากความต้านทานความร้อนที่ยอดเยี่ยมความต้านทานต่อสภาพอากาศและคุณสมบัติการดูดซับ UV เม็ดสีเหล่านี้สามารถเพิ่มความสามารถในการมองเห็นและความทนทานของเครื่องหมายถนนเพื่อให้มั่นใจว่าการมองเห็นที่ชัดเจนภายใต้สภาพภูมิอากาศที่หลากหลาย

 

สีคอนกรีต: เหล็กออกไซด์ยังใช้สำหรับการระบายสีคอนกรีตให้รูปลักษณ์ที่สวยงามสำหรับสะพานและถนนในขณะที่ปกป้องคอนกรีตจากปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม

 

วัสดุทนไฟและชั้นฉนวน

 

ความต้านทานไฟ: เหล็กออกไซด์ใช้เป็นส่วนประกอบของวัสดุทนไฟโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการผลิตอิฐทนไฟและคอนกรีตทนไฟเนื่องจากคุณสมบัติทางเคมีที่มั่นคงและความต้านทานอุณหภูมิสูง วัสดุเหล่านี้สามารถทนต่ออุณหภูมิสูงโดยไม่ต้องสลายตัวและเหมาะสำหรับเตาเผาปล่องไฟและโครงสร้างอื่น ๆ ที่ต้องทนไฟ

 

ชั้นฉนวน: ความเสถียรทางความร้อนของเหล็กออกไซด์ทำให้เป็นวัสดุที่เหมาะสำหรับการทำเลเยอร์ฉนวน ในอาคารเหล็กออกไซด์สามารถทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบของการเคลือบฉนวนกันความร้อนซึ่งช่วยลดการถ่ายเทความร้อนและปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานของอาคาร

 

การพิจารณาความปลอดภัยและสิ่งแวดล้อม

 

การป้องกันความปลอดภัยในระหว่างการใช้งาน

อุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคล: ผู้ปฏิบัติงานควรสวมใส่อุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคลที่เหมาะสมเช่นแว่นตาป้องกันถุงมือเสื้อผ้าป้องกันและหน้ากากเพื่อป้องกันการสัมผัสและการสูดดมฝุ่นและสารเคมี

 

ระบบระบายอากาศ: ในระหว่างการใช้ผงเหล็กออกไซด์หรืออนุภาคควรมีการช่วยหายใจที่ดีเพื่อลดความเข้มข้นของฝุ่นในอากาศและป้องกันการสูดดมระบบทางเดินหายใจ

 

ขั้นตอนการดำเนินงาน: ทำตามขั้นตอนการปฏิบัติงานที่เข้มงวดและแนวทางความปลอดภัยเพื่อหลีกเลี่ยงการสัมผัสโดยตรงระหว่างเหล็กออกไซด์และผิวหนังโดยเฉพาะอย่างยิ่งกับดวงตาเพื่อป้องกันการระคายเคือง

 

การเตรียมพร้อมฉุกเฉิน: สถานที่ทำงานควรติดตั้งอุปกรณ์ปฐมพยาบาลและมาตรการตอบสนองฉุกเฉินเช่นสถานีล้างตาและชุดอุปกรณ์ปฐมพยาบาลเพื่อรับมือกับอุบัติเหตุที่อาจเกิดขึ้น

 

การกำจัดของเสียและการคุ้มครองสิ่งแวดล้อม

 

การจำแนกประเภทของเสีย: จำแนกและเก็บขยะเหล็กออกไซด์เพื่อให้แน่ใจว่าไม่ผสมกับสารเคมีอื่น ๆ เพื่อลดความเสี่ยงของมลพิษ

 

การปฏิบัติตามกฎระเบียบ: ตามกฎระเบียบด้านสิ่งแวดล้อมและแนวทางปฏิบัติในท้องถิ่นจัดการและกำจัดของเสียจากเหล็กออกไซด์อย่างปลอดภัยเพื่อหลีกเลี่ยงมลพิษต่อดินและแหล่งน้ำ

 

การรีไซเคิล: ส่งเสริมการรีไซเคิลและการใช้ขยะเหล็กออกไซด์ซ้ำเพื่อลดการสร้างของเสียและค่าใช้จ่ายในการบำบัด

 

การตรวจสอบด้านสิ่งแวดล้อม: ตรวจสอบสภาพแวดล้อมของสถานที่ที่ผลิตออกไซด์ออกไซด์เป็นประจำและใช้เพื่อให้แน่ใจว่ามาตรฐานการปล่อยก๊าซตรงตามข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อม

 

การฝึกอบรมการรับรู้ด้านสิ่งแวดล้อม: ให้การฝึกอบรมผู้ประกอบการเกี่ยวกับการรับรู้ด้านสิ่งแวดล้อมและการดำเนินงานด้านความปลอดภัยเพื่อเพิ่มความตระหนักและความรับผิดชอบต่อการปกป้องสิ่งแวดล้อม

 

บทสรุป

 

การประเมินที่ครอบคลุม

เม็ดสีและฟิลเลอร์: เหล็กออกไซด์เป็นเม็ดสีและฟิลเลอร์ที่ใช้กันทั่วไปในอุตสาหกรรมการก่อสร้างให้สีและพลังงานครอบคลุมสำหรับคอนกรีต, ปูน, สีและการเคลือบ ความต้านทานต่อสภาพอากาศและความเสถียรทางเคมีทำให้เป็นตัวเลือกที่เหมาะสำหรับการตกแต่งในร่มและกลางแจ้ง

 

ลักษณะสิ่งแวดล้อม: ในฐานะที่เป็นเม็ดสีอนินทรีย์เหล็กออกไซด์มีความเสี่ยงด้านสิ่งแวดล้อมลดลงเมื่อเทียบกับเม็ดสีอินทรีย์ การใช้งานช่วยลดการปล่อย VOC และตรงตามข้อกำหนดของอาคารสีเขียวและการพัฒนาที่ยั่งยืน

 

ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี: ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีการผลิตและการประยุกต์ใช้เหล็กออกไซด์ได้มีประสิทธิภาพและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้น ตัวอย่างเช่นการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการคั่วด้วยแม่เหล็กช่วงล่างได้ปรับปรุงอัตราการใช้ประโยชน์ของแร่ออกไซด์เหล็กวัสดุทนไฟและมลพิษต่อสิ่งแวดล้อมที่ลดลง

 

ผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจ: เหล็กออกไซด์มีประสิทธิภาพสูงเป็นเรื่องง่ายในการผลิตและนำไปใช้ในขนาดใหญ่ช่วยลดต้นทุนการก่อสร้างในขณะที่รักษาคุณภาพของอาคารและความสวยงาม

 

แนวโน้มการพัฒนาในอนาคต

นวัตกรรมทางเทคโนโลยี: คาดว่าเทคโนโลยีการผลิตของเหล็กออกไซด์จะดำเนินต่อไปในอนาคตปรับปรุงคุณภาพของผลิตภัณฑ์และประสิทธิภาพการผลิตในขณะที่ลดการใช้พลังงานและมลพิษต่อสิ่งแวดล้อม

 

การขยายแอปพลิเคชัน: ฟิลด์แอปพลิเคชันของเหล็กออกไซด์อาจขยายตัวต่อไปโดยเฉพาะอย่างยิ่งในวัสดุก่อสร้างที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมและเทคโนโลยีการก่อสร้างอัจฉริยะที่การใช้เหล็กออกไซด์ใหม่จะยังคงเกิดขึ้นต่อไป

 

การเติบโตของความต้องการของตลาด: ด้วยความก้าวหน้าของการก่อสร้างโครงสร้างพื้นฐานระดับโลกและการกลายเป็นเมืองความต้องการเหล็กออกไซด์คาดว่าจะเติบโตอย่างต่อเนื่องโดยเฉพาะอย่างยิ่งในประเทศเศรษฐกิจเกิดใหม่

 

กฎระเบียบด้านสิ่งแวดล้อม: การเสริมสร้างความเข้มแข็งของกฎระเบียบด้านสิ่งแวดล้อมจะส่งเสริมการพัฒนาของอุตสาหกรรมเหล็กออกไซด์ไปสู่ทิศทางสีเขียวและยั่งยืนมากขึ้นส่งเสริมการผลิตที่สะอาดและการรีไซเคิลของเสีย