Учитывая, что многие промышленные отходы по своему химическому составу и техническим свойствам близки к природному сырью, а во многих случаях имеют и ряд преимуществ (предварительная термическая обработка, повышенная дисперсность и др.), применение в производстве строительных материалов промышленных отходов является одним из основных направлений снижения материалоемкости этого массового многотоннажного производства.

Например, использование отходов топливно-энергетического комплекса обеспечивает производство богатым источником дешевого и уже подготовленного сырья; приводит к экономии капитальных вложений, предназначенных для строительства предприятий, добывающих и перерабатывающих сырье, и повышению уровня их рентабельности; высвобождению значительных площадей земельных угодий, занимаемых отвалами, терриконами, хвосто- и шламохранилищами, и снижению степени загрязнение окружающей среды. Повышение уровня использования промышленных отходов является важнейшей задачей государственного значения.

На основе применения отходов промышленности возможно развитие производства не только традиционных, но и новых эффективных строительных материалов. Новые материалы обладают комплексом улучшенных технических свойств и в то же время характеризуются наименьшей ресурсоемкостью, как в процессе производства, так и при применении.

Проведенные исследования показали, что образующиеся на предприятиях топливно-энергетического комплекса Ростовской области промышленные отходы (твердые отходы добычи, обогащения и переработки угля) могут быть использованы в качестве сырьевых материалов для организации рентабельного производства различных строительных материалов, а так же в качестве заменителей природного сырья.

Все используемые в наших опытах сырьевые материалы (отходы) прошли исследования ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Ростовской области» (г. Ростов-на-Дону) и ОАО «Южгеология» (г. Ростов-на-Дону), которые показали, что они относятся к Vклассу опасности (практически не опасные), степень вредного воздействия на окружающую среду низкая, а материалы, получаемые на их основе, относятся к I-му классу строительных материалов и могут быть использованы для всех видов строительства.

Пеношлакостекло

Пеношлакостекло — инновационный ячеистый конструкционно-теплоизоляционный материал, получаемый из смеси золошлаковых отходов пылеугольных электростанций, стеклобоя и порообразователя, вспененный при температуре 800-900 °С.

Основные виды пеностекольной продукции:

• гравий, пенокрошка – низкокачественный утеплитель, получаемый из боя пеностекольной продукции;
• гранулят — высококачественный рассыпчатый утеплитель, состоящий из гранул сферической формы заданного диаметра;
• конструкционно-теплоизоляционные плиты, блоки;
• формованная продукция — изделия в виде фитингов, муфт и «скорлупок» для труб и другой формы.

В зависимости от конструкционных требований и условий, предъявляемых потребителями к пеношлакостеклу, возможно производить различные виды строительных материалов, отличающиеся формой и техническими характеристиками (плотностью, пределом прочности, коэффициентом теплопроводности).

Достоинства пеношлакостекольной продукции:

высокие теплоизоляционные свойства, экологическая и гигиеническая безопасность, высокая прочность, безусадочность, низкая плотность, долговечность, высокая морозостойкость и негорючесть, удобство обработки и простота монтажа, химическая стойкость, материал не подвержен поражению бактериями и грибками, непроходим для грызунов, не поддерживает горение, не выделяет дыма и токсичных веществ, позволяет решать экологические задачи.

Преимущества пеношлакостекла перед классическим пеностеклом:

• оригинальная, инновационная технология, защищённая патентами, и отсутствие прямых конкурентов;
• расширенная номенклатура, возможность производить продукцию с различными техническими характеристиками;
• не уступает по физико-механическим характеристикам классическому пеностеклу, получаемому из стеклобоя;
• более низкая себестоимость продукции и высокая рентабельность производства;
• гарантированное обеспечение производства сырьём;
• высокий уровень конкурентоспособности;
• экологическая и социальная значимость;
• заинтересованность со стороны федеральных и местных государственных учреждений.

Таблица — Характеристики конструкционно-теплоизоляционного пеношлакостекла (плиты, блоки)

Таблица — Характеристики гранулированного пеношлакостекла

* Продукция из пеношлакостекла может быть использована для всех видов строительства, в том числе в жилых и общественных зданиях

Области применения пеностекольной продукции:

• термоизоляция и звукоизоляция чердаков и перекрытий;
• утепление фундаментов, наружных стен зданий и сооружений;
• тепло- и звукоизоляция полов, кровель, грунтов и бассейнов;
• термоизоляция и звукоизоляция технологического оборудования;
• ограждающие конструкции в зонах с повышенной пожарной опасностью;
• внутренняя облицовка резервуаров для хранения горючих или токсичных жидкостей и др.;
• теплоизоляции трубопроводов, газопроводов и инженерных коммуникаций;
• кладка наружных, внутренних стен и перегородок зданий;
• в дорожном строительстве и др.

Шлакоситаллы

Шлакоситаллы — стеклокристаллические материалы, получающиеся путем направленной кристаллизации стеклошлакомассы, структура — вид кристаллов, их размер и количество — регулируются в процессе производства. В качестве основного сырьевого компонента для получения шлакоситаллов использовались шлаковые отходы тепловых электростанций Ростовской области (ОАО «ОГК-6» филиал «Новочеркасская ГРЭС», Ростовская область, г. Новочеркасск, п. Донской и ОАО «Экспериментальная ТЭС» (Несветай ГРЭС), Ростовская область, г. Красный Сулин, п. НГРЭС). Особенность структуры шлакоситаллов характеризуется тем, что между весьма мелкими кристаллами (несколько мкм) равномерно распределена стекловидная фаза (прослойкой около 1 мкм), количество которой в хорошо закристаллизованных материалах составляет 5…10 %. Структура шлакоситаллов, обеспечивая сохранение положительных свойств стекла, придает им повышенную механическую прочность, термическую и химическую стойкость, диэлектрические свойства, уменьшает хрупкость. Наряду с плотным возможно получать пористый шлакоситалл (пеношлакоситалл), который является хорошим теплоизоляционным материалом.

Лабораторные образцы шлакоситаллов

шлак – 70%	шлак – 64%	шлак – 80%	шлак – 70%	шлак – 70%

Таблица – Свойства синтезированных лабораторных образцов шлакоситаллов

Область применения

Изделия из шлакоситаллов применяются в строительстве, химической, горнорудной и других отраслях промышленности для защиты строительных конструкций и оборудования от коррозии и абразивного износа. А также для мощения полов, наружной и внутренней облицовки стен промышленных и общественных зданий, для внутренней защитно-декоративной облицовки стен, перегородок промышленных зданий и сооружений, покрытий в них полов, защиты конструкций и оборудования от воздействий на них агрессивных сред и т.п.

Преимущества

Высокие физико-механические характеристики; низкая себестоимость продукции; рециклинг отходов.

Керамический кирпич

Кирпич — керамическое штучное изделие, предназначенное для устройства кладок. В качестве основного сырьевого компонента для получения кирпича использовались твердые отходы предприятий топливно-энергетического комплекса Ростовской области (шлак (ОАО «ОГК-6» филиал «Новочеркасская ГРЭС», Ростовская область, г. Новочеркасск, п. Донской и ОАО «Экспериментальная ТЭС» (Несветай ГРЭС), Ростовская область, г. Красный Сулин, п. НГРЭС), шахтная порода (Ростовская область, район г. Шахты) и отходы гравитационного обогащения (г. Шахты)).

 Таблица – Свойства синтезированных образцов кирпича

Область применения

Для кладки и облицовки несущих и самонесущих стен и других элементов зданий и сооружений, полнотелый кирпич применяют также для кладки фундаментов, наружной части дымовых труб, промышленных и бытовых печей.

Преимущества

Сниженная себестоимость продукции без потери физико-механических характеристик; рециклинг отходов.

Портландцемент

Портландцемент — это гидравлическое вяжущее вещество, получаемое тонким измельчением клинкера и гипса. Клинкер — продукт равномерного обжига до спекания однородной сырьевой смеси, состоящей из известняка, глины и отходов (зола-унос (ОАО «ОГК-6» филиал «Новочеркасская ГРЭС», Ростовская область, г. Новочеркасск, п. Донской и ОАО «Экспериментальная ТЭС» (Несветай ГРЭС), Ростовская область, г. Красный Сулин, п. НГРЭС), шахтная порода (Ростовская область, район г. Шахты), отходы гравитационного обогащения (Ростовская область, район г. Шахты) и отходы флотации (шлам) (Ростовская область, район г. Шахты)) определённого состава, обеспечивающего преобладание силикатов кальция (3СаО∙SiO₂ и 2СаО∙SiO₂ 70-80 %).

Таблица – Свойства образцов портландцемента

Область применения:

в промышленном, жилищном и сельскохозяйственном строительстве для производства сборного железобетона, фундаментов, балок, плит перекрытий, стеновых панелей и др.

Преимущества

Сниженная себестоимость продукции без потери физико-механических характеристик; рециклинг отходов.

Дополнительный материал по теме, который Вы можете скачать по ссылкам:

1. Брошюра «Универсальный теплоизоляционный материал. Пеношлакостекло»

2. Плакат «Пеношлакостекло»

3. Презентация «Пеностекло — универсальный теплоизоляционный материал в «зеленом» строительстве»

4. Заключение о коэффициенте теплопроводности и пределе прочности при сжатии образцов из пеношлакостекла

5.Результаты радиологического анализа  ЗШО НчГРЭС

6. Результаты химического анализа ЗШО НчГРЭС