ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ДОЛГОВЕЧНОСТИ И ОГНЕУПОРНОСТИ ЖАРОСТОЙКИХ БЕТОНОВ

В  статье  проанализированы  вопросы  вторичного  использования промышленных  отходов.  Основным  направлением  развития  строительного  производства является применение новых материалов, снижение материалоемкости, обеспечение механизации и  индустриализации  строительства,  увеличение  эксплуатационных  характеристик  изделий  и конструкций,  внедрение  безотходных  технологий  в  производстве  строительных  материалов  за счет  использования  отходов  промышленных  производств  и  уменьшения  загрязнения.  Важным является изготовление бетонов и растворов с повышенными физико-термическими свойствами для  футеровок  тепловых  агрегатов,  работающих  в  сложных  эксплуатационных  условиях (повышенная  температура,  агрессивная  среда,  контакт  материала  футеровки  с  газами, расплавами  металлов  и  флюсов).  Жаростойкие  бетоны  применяются  в  черной  и  цветной металлургии,  химической  и  нефтеперерабатывающей,  нефтехимической,  энергетической, машиностроительной и целлюлозно-бумажной промышленности, в производстве строительных материалов  Внедрение  жаростойкого  бетона  осуществляется  путем  применения  новых конструкционных  элементов  для  тепловых  агрегатов,  наиболее  целесообразных  с теплотехнической и с технологической сторон, что неосуществимо при использовании штучных керамических  огнеупоров.  Компоненты  жаростойких  бетонов  – тонкомолотые  добавки  и заполнители обычно изготавливают из дорогостоящих материалов (шамота, муллита, хромита, магнезита, циркона и т.д.). Для изготовления добавок требуются энергозатратные операции по помолу и рассеву, усложняющие и удорожающие технологию производства заполнителей. Замена дефицитных и дорогих компонентов местными материалами и разработка технологии получения жаростойких  бетонов  на  химических  связующих  с  использованием  недефицитных  материалов, особенно  отходов  промышленности  является  важной  задачей. Рассмотрены  перспективы применения  глиноземсодержащих  отходов  в  качестве  добавок  в  жаростойкие  бетоны,  что позволяет  повысить  долговечность  и  огнеупорность  строительных  материалов.  Изучен отработанный тонкодисперсный катализатор ИМ-2201, который используется в нефтехимии и является  алюмохромистым  отходом.  Изучены  состав  и  свойства  данного  отхода  и  изменение свойств бетона при внесении добавок. Показано, что свойства бетонов меняются после введения в состав алюмохромистого отхода в заданном количестве (5, 10 и 15%). Повышается их средняя плотность,  термическая  прочность  и  другие  свойства.  Улучшение  физико-термических характеристик  зависит  от  структуры  и  новообразований  в  полученных  образцах.  Образцы бетона  проанализированы  при  помощи  петрографического  метода  и  показано,  что  добавка алюмохромистого  отхода  способствует  уплотнению  структуры  за  счет  заполнения  порового пространства стекломассой и кристаллами новообразований в цементирующей массе.

1. Ali Allahverdi, Mostafa Mahinroosta, Recycling Aluminosilicate Industrial Wastes Into Geopolymer: A Review, Editor(s): Saleem Hashmi, Imtiaz Ahmed Choudhury, Encyclopedia of Renewable and Sustainable Materials. Elsevier. 2020. Pp. 490-507. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-803581-8.11475-4.

2. Mahfooz Soomro, Vivian W.Y. Tam, Ana Catarina Jorge Evangelista, 3 - Industrial and agro-waste materials for use in recycled concrete, Editor(s): Vivian W.Y. Tam, Mahfooz Soomro, Ana Catarina Jorge Evangelista, In Woodhead Publishing Series in Civil and Structural Engineering Recycled Concrete. Woodhead Publishing. 2023. Pp. 47-117. https://doi.org/10.1016/B978-0-323-85210-4.00009-6.

3. Yue Liu, Yan Zhuge, Wei Fan, Weiwei Duan, Lei Wang, Recycling industrial wastes into self-healing concrete: A review, Environmental Research, 2022. Vol. 214. Part 4. 113975. https://doi.org/10.1016/j.envres.2022.113975.

4. Changzai Ren, Shuang Wu, Wenlong Wang, Lei Chen, Yonghui Bai, Tingting Zhang, Huan Li, Yuxiao Zhao, Recycling of hazardous and industrial solid waste as raw materials for preparing novel high-temperature-resistant sulfoaluminate-magnesia aluminum spinel cement, Journal of Building Engineering, 2023. Vol. 64. 105550. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2022.105550.

5. Runfeng Li, Yang Zhou, Cuiwei Li, Shibo Li, Zhenying Huang, Recycling of industrial waste iron tailings in porous bricks with low thermal conductivity, Construction and Building Materials, 2019. Vol. 213. Pp. 43-50. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.04.040.

6. Chang Sun, Lulu Chen, Jianzhuang Xiao, Amardeep Singh, Jiahao Zeng, Compound utilization of construction and industrial waste as cementitious recycled powder in mortar, Resources, Conservation and Recycling, 2021. Vol. 170. 105561. https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2021.105561.

7. О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2021 году. Государственный доклад. М.: Минприроды России; МГУ имени М.В.Ломоносова, 2022. 684 с.

8. Доклад об экологической ситуации в Самарской области за 2021 год. Выпуск 32. Самара, 2022. 162 с.

9. Гальцева Н.А., Попов П.В., Котов Д.А., Голотенко Д.С. Вторичное использование отходов промышленности // Инженерный вестник Дона. 2022. № 5(89). С. 572-581.

10. Безденежных М.А., Муниева Э.Ю., Жуков А.Д. Строительные материалы и экология // Перспективы науки. Тамбов. 2017. № 11 (98). С. 39-42.

11. Иванова Т.А., Колесникова Л.Г. Оценка эффективности применения бетонного лома в качестве крупного заполнителя для бетона // Инженерный вестник Дона. 2022. № 3 URL:ivdon.ru/ru/magazine/archive/n3y2022/7530.

12. Киянец А.В. Эффективность применения продуктов вторичной переработки полиэтилентерефталата в бетонах // Инженерный вестник Дона. 2022. № 2. URL:ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2y2022/7487.

13. Перфилов В.А., Вольская О.Н. Утилизация промышленных отходов для повышения экологической безопасности окружающей среды // Юг России: экология, развитие. 2016. Т. 11. № 2. С. 205-212.

14. Хлыстов А.И., Соколова С.В., Баранова М.Н. [и др.] Перспективы использования глиноземсодержащих отходов промышленности в производстве жаростойких бетонов // Экология и промышленность России. 2021. Т. 25. № 7. С. 13-19. doi:10.18412/1816-0395-2021-7-13-19.

15. Васильева Д.И., Воронин В.В., Власов А.Г. Экологическое состояние окружающей среды как важнейший фактор развития территории // Здоровая окружающая среда - основа безопасности регионов: Материалы первого международного экологического форума в Рязани. Том II. Рязань: Рязанский государственный агротехнологический университет им. П.А. Костычева, 2017. С. 33-36.

16. Васильева Д.И., Власов А.Г. Динамика земельного фонда Самарской области / Д. И. Васильева, // Биоэкологическое краеведение: мировые, российские и региональные проблемы : Материалы 5-й международной научно-практической конференции. / Отв. ред. С.И. Павлов. Самара: СГСПУ, 2016. С. 166-169.

17. Баженов Ю.М. Технология бетона. М., 2002. 500 с.

18. Арбузова Т.Б. Утилизация глиноземсодержащих осадков промстоков. Самара, 1991. 136 с.

19. Хлыстов А.И., Божко А.В., Соколова С.В., Риязов Р.Т. Получение прогрессивных и эффективных огнеупорных футеровочных материалов // Fist International Scientific-Technical Conference “Ecology and life protection of industrial-transport complexes». Сборник трудов. Тольятти, 2003. С. 186-189.

20. Соколова С.В. Исследование процессов структурной модификации жаростойких композитов растворами фосфатов/ Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Самара. 2006. 198 с.

21. Соколова С.В. Структурно-химическая модификация жаростойких композитов // Композиционные материалы: разработка и применение: монография / под ред. М.Ю. Звездиной. Новосибирск: Изд.АНС «СибАК». 2017. 180 с.

22. Хлыстов А.И. Жаростойкие бетоны на основе отходов промышленности Самарской области; монография. Самара: АСА СамГТУ, 2017. 171 с.