Ученые Национального исследовательского технологического университета (НИТУ) МИСИС предложили создавать бетон из отходов, которые образуются на различных этапах металлургического производства. Разработка позволит больше чем в два раза снизить энергоемкость изготовления измельченных минеральных порошков, необходимых для производства бетона. Новую технологию можно применять для строительства дорог в суровых климатических условиях, например, в Арктике.
Бетон — искусственный материал, который получается в результате застывания определенной смеси, включающей песок или щебень, и вяжущего вещества. Примеры таких «вяжущих» — цемент и битум. Первый нужен в производстве строительного бетона серого цвета. А из битума, песка и щебня делают асфальтобетон.
При этом изготовление цемента — процесс неэкологичный и на него уходит много ресурсов и энергии. В частности, для получения одной тонны цемента нужно от 5 до 8 ГДж тепла и около полутора тонн исходного сырья. На каждую тонну готового цемента вырабатывается несколько тонн углекислого газа.
Исследователи Университета МИСИС в сотрудничестве с ПАО «Северсталь» разработали новый, более экономный и экологичный подход. В качестве вяжущих веществ предложили использовать доменный шлак терриконов. Это отходы, остающиеся после получения чугуна и стали. Метод позволит более чем в два раза снизить энергоемкость производства цемента — до 2,3 ГДж на тонну, что поможет сократить выбросы парниковых газов и решить проблему утилизации отходов.
«У нас есть опытные образцы грунтобетонов, которые были сделаны на причале АО „Межрегионтрубопроводстрой“. Это изделия, состоящие из минерального шлакового вяжущего и грунта, взятого непосредственно из реки Северная Двина. Модельные образцы находятся на причале и в зоне переменного уровня воды (при смене времен года образцы находились то над поверхностью воды, то под водой) уже более 2 лет, а их прочность только возрастает», — рассказал соавтор исследования, доцент кафедры Функциональных наносистем и высокотемпературных материалов НИТУ МИСИС Бекзод Хайдаров.
По замыслу ученых, новый подход поможет при разработке бетона, который пригодится для сооружения портовой и гражданской инфраструктуры в Арктическом регионе. При этом такой материал будет стоить дешевле традиционных вяжущих материалов.
