Отходы, образующиеся на химических производственных мощностях, становятся серьезной экологической проблемой и значительной нагрузкой на окружающую среду. Согласно статистике, в 2022 году в России была зафиксирована колоссальная цифра – 157 миллионов тонн отходов, возникших в результате производства химических веществ и продуктов. Экологическая политика Российской Федерации включает в себя комплекс мероприятий, направленных на создание инновационных производственно-технических комплексов, которые займутся переработкой и утилизацией данных отходов. Один из ключевых методов, позволяющих уменьшить накопленные объемы отходов, заключается в концепции ресурсосбережения, что подразумевает повторное использование этих материалов.
В этом контексте ученые Пермского Политехнического университета (ПНИПУ) сделали значительный шаг вперед, разработав уникальный состав, позволяющий производить кирпичи с использованием алюмосодержащих минеральных добавок и тщательно измельченного боя автоклавного газобетона. Их инновационный подход не только способствует эффективной утилизации отходов, но и значительно улучшает эксплуатационные характеристики и долговечность готовых изделий. Эта разработка была защищена патентом № 2816936 и с успехом реализована при поддержке гранта Президента Российской Федерации в рамках государственной программы поддержки молодых учёных, кандидатов наук – МК-1252.2020.8.
Исследования продемонстрировали, что добавление отходов к традиционному глинистому сырью ведет к положительным изменениям в физико-механических свойствах керамических материалов. Особенно актуальным это является для регионов, где наблюдается активно развивающийся промышленный сектор, приводящий к образованию большого количества отходов, причем они в основном поступают от химических, нефтехимических, энергетических и металлургических предприятий. Хранение таких отходов в течение длительного времени требует значительных финансовых ресурсов и может стать причиной серьезного загрязнения как воздушной, так и водной среды.
В большинстве случаев промышленные отходы содержат силикатные и алюмосиликатные компоненты, что открывает возможности для их использования в качестве сырья для производства строительной керамики. Ученые ПНИПУ также разработали специальную керамическую массу для создания кирпичей, которая сочетает в себе легкоплавкую глину, минеральные добавки из алюмосодержащих отходов и порообразующий компонент в виде тонкомолотого боя автоклавного газобетона. Такой подход не только повышает прочность и морозостойкость керамики, но и делает процесс производства более энергоэффективным благодаря снижению температуры обжига. Весь цикл исследований проводился в строгом соответствии с стандартными методиками, установленными ГОСТ.
Анализ физико-механических свойств керамических образцов состоял из двух ключевых этапов. Сначала ученые определили оптимальный состав смеси исходных материалов и режим температуры обжига, а затем продумали пропорции добавок из промышленных отходов относительно глинистого сырья. В результате политехники смогли установить наилучший состав шихты, что имеет ключевое значение для повышения качества конечного продукта. Разработка, выполненная Пермским Политехом, значительно улучшает эксплуатационные характеристики готовых изделий, что проявляется в улучшении показателей водопоглощения и морозостойкости.
Кроме того, внедрение таких технологий позволяет не только создавать высококачественные строительные материалы, но и эффективно решать задачу утилизации промышленных отходов, что, в свою очередь, формирует более устойчивую и экологически чистую производственную среду. Таким образом, проект ПНИПУ представляет собой важный шаг на пути к ресурсосберегающим технологиям в строительной индустрии, что имеет как экологическое, так и экономическое значение для страны.
