Ученые ЮУрГУ создают экологичные материалы нового поколения

Челябинская область – ведущий металлургический центр страны, на территории которого расположено множество предприятий черной и цветной металлургии. К сожалению, на заводах различных отраслей промышленности образуется достаточно большое количество промышленных отходов. Это создает не только определенные трудности в их размещении и хранении, но и представляет серьезную экологическую проблему. Ученые Южно-Уральского государственного университета решают проблему утилизации таких отходов в рамках проекта «Экология», применяя их в производстве строительных материалов.Производство строительных материалов из отходов сразу решает три задачи: экономия энергосырьевых ресурсов, утилизация отходов и улучшение экологической обстановки. Александр Орлов, заведующий кафедрой «Строительные материалы и изделия» Архитектурно-строительного института ЮУрГУ считает, что техногенные продукты (отходы промышленности), можно использовать в производстве строительных материалов.

 

«В Челябинской области промышленные предприятия производят большое количество металлургических шлаков, которые, как правило, складируют в отвалы. Такие отвалы занимают полезные территории. Наши разработки позволяют использовать этот невостребованный материал и одновременно приносить пользу экологии», –рассказывает Александр Орлов.Более 15 лет на кафедре архитектурно-строительных материалов и изделий АСИ занимаются изучением магнезиального вяжущего. Материалы, в том числе, изготавливается из отвалов производства комбината «Магнезит» в городе Сатка, которые с каждым годом занимают все большие пространства, нанося вред природе и экологии края. Ученым удалось решить научную задачу, способствовать при этом повышению экологической безопасности и разработать материалы, например, для проведения закладки шахтных выработок с минимальными затратами.

 

«На нашей кафедре разрабатывается материал, в котором в качестве вяжущего используются модифицированные магнезиальные отходы огнеупорных и горнодобывающих производств вместо наиболее популярного на сегодняшний день вяжущего — портландцемента. Преимущество нового материала заключается в том, что магнезиальные материалы набирают марочную прочность при нормальных условиях и не требует специальной тепловлажностной обработки. Это позволяет значительно сократить вредные выбросы в атмосферу и энергозатраты», – подчеркивает Александр Анатольевич.От смеси для закупорки шахт до светопропускающего бетонаОтходы, образованные при разработке месторождений полезных ископаемых, являются перспективным сырьем для производства широкого ассортимента высококачественных строительных материалов. Использование их в данной области позволит не только снизить экологическую нагрузку на окружающую среду, создавать «зеленые» горнодобывающие предприятия, но также выпускать качественную, конкурентоспособную продукцию.

 

«Например, доменный гранулированный шлак от завода ЧМК мы предложили применять и в производстве сухих смесей, и в производстве закладочных смесей для заполнения выработанных шахт. Недопустимо оставлять выработанную шахту открытой – необходимо ее заполнить. Мы предлагаем использование отходов. Это экономически целесообразно и очень выгодно с точки зрения экологии», – поясняет Александр Орлов.Изделия на основе магнезиальных вяжущих быстро набирают высокую прочность без тепловой обработки, обладают высокой технологичностью, стойкостью к действию нефтепродуктов, грибков и бактерий. Ученые ЮУрГУ разрабатывают ряд материалов широкого спектра применения. Один из примеров – светопропускающий бетон на основе магнезиального вяжущего порошка, который можно получать из доломитовых отходов огнеупорного производства.

 

«Светопропускающий бетон сегодня используют в основном в качестве декоративного отделочного материала, но в будущем он может быть весьма востребован для создания комфортной городской среды», – делится заведующий кафедрой архитектурно-строительных материалов и изделий.Огнезащитные строительные материалы из отходовДругое важное научное направление – исследования способов использования техногенных отходов для защиты конструкций от огня. Учёные Южно-Уральского государственного университета смогли создать такие материалы, которые не требуют обжига. С экономической точки зрения это значительно сокращает расход средств, так как покупка и содержание печей для обжига стоит много денег.«Мы соединяем специальный затворитель и серпентин. По нашим расчетам такой вариант имеет меньшую себестоимость, чем существующие на рынке огнезащитные материалы. В качестве затворителя можно применять отходы, что позволит снизить себестоимость конечного продукта и улучшить экологическую обстановку», – уверен Александр Орлов.

 

Исследования в области экологии, начиная с 2018 года, стали одними из основных направлений развития научной и образовательной деятельности Южно-Уральского государственного университета наряду с цифровой индустрией и материаловеденьем. Реализация проекта «Производство строительных материалов из отходов» направлено на формирование благоприятной экологической среды для Челябинска и региона в целом.