к. т. н., Спильник Н. В.

ГВУЗ Приднепровская Государственная Академия Строительства и Архитектуры

Промышленные отходы как сырье для строительных материалов

Сегодня в условиях экономического кризиса, дефицита топливно-энергетических ресурсов, постепенного исчерпывания качественных природных ресурсов, а так же обострения экологической обстановки в стране и в мире в целом одним из важнейших направлений в производстве строительных материалов является эффективное использование отходов промышленности.

Для выполнения некоторых работ в строительстве технически возможно и экономически целесообразно использование бесклинкерных вяжущих и бетонов на их основе. Одним из распространенных видов сырья для производства таких материалов являются многотоннажные отходы металлургической, теплоэнергетической, горнодобывающей, химической и других отраслей промышленности.

Производство строительных материалов на основе комплексного использования отходов промышленности обусловлена эколого-экономическими факторами:

- во-первых, значительным ростом цен на цемент, природные заполнители, энергоносители;

- во-вторых, ухудшением экологической ситуации в результате образования и накопления промышленных отходов.

Уже в 70-80х годах ученые начали проводить исследования по получению новых видов вяжущих, которые будут содержать до 90% металлургических шлаков, что позволит экономить портландцемент и использовать отходы металлургический предприятий.

Так, например, была создана смесь [1], в которой вместо вяжущего содержится продукт совместного помола доменного основного гранулированного шлака, обожженного доломита и ангидрита, а в качестве заполнителя – зола гидроудаления тепловых электростанций. Эта смесь характеризуется прочностью в возрасте 28 суток 12-22,4 МПа, отсутствием клинкерного цемента и использованием большого количества отходов.

Так, например, металлургические шлаки по своим физико-механическим свойствам не только не уступают, но в ряде случаев и превосходят качество заменяемых материалов. Использование доменного гранулированного шлака снижает стоимость цемента, а так же повышает стойкость в мягкой и сульфатной воде по сравнению с обычным портландцементом.

Важной особенностью получения строительных материалов из металлургических шлаков является их высокая энергонасыщенность на начальной стадии образования. И если при получении строительных материалов из природного сырья основной задачей является определение оптимального момента и времени приложения энергетических нагрузок для получения материалов с заданными свойствами, то при получении шлаковых строительных материалов основной задачей является определение оптимального момента и времени отвода энергии от расплава. Так, например, при производстве вяжущих из природного сырья производственный цикл составляет: вскрышные работы – добыча сырья – подготовка шихты – сушка – обжиг – помол, при получении же вяжущих из металлургических шлаков производственный цикл – сушка – помол. И если при производстве традиционных вяжущих образование структурообразующих соединений происходит в процессе обжига, то при производстве шлаковых вяжущих они образуются в процессе охлаждения расплавов. На этом примере хорошо видно, какими энергосберегающими возможностями обладают технологии производства строительных материалов из металлургических шлаков.

Использование доменных шлаков при производстве шлакопортландцемента позволяет заменить глину, снизить в 1,2-1,6 раза расход известняка, увеличить объем производства цемента в 1,2-1,5 раза, снизить расход энергии на 40%. В настоящее время разработаны и применяются в строительстве разнообразные виды бетонов с применением как вяжущих, так и заполнителей на основе металлургических шлаков. Стоимость изделий из шлаковых бетонов на 20-30% меньше, чем традиционных.

Из выше сказанного можно сделать вывод, что использование отходов как вторичных материальных ресурсов решает ряд важных хозяйственных задач, таких как экономия природного сырья, предотвращение загрязнения водоемов, почвы и атмосферы, увеличения объемов производства деталей и изделий.

Литература

1. А.с. 1242481 СССР, С 04 В 18/10, Е21 F 15/00. Состав закладочной смеси / В.Г. Брашинский, В.И. Романов, З.И. Богомаз. - № 3864420/22-03; заявл. 08.01.85; опубл. 07.07.86. Бюл. № 25.