Переработка вторичного сырья в современном мире стала одним из главных аспектов его развития. Важность и актуальность этого направления стали постулатом в последние годы. Одним из главных аспектов является возможность сокращения выброса и скопления большого количества вторичного сырья, что в свою очередь будет способствовать улучшению экологии.
Не менее важным является тот факт, что природные ресурсы ограниченны.
Производство строительных материалов является одной из главных отраслей строительной сферы [1 – 14]. А использование техногенных отходов при производстве строительных материалов является ведущим способом снижения стоимости материалов, при сохранении исходных свойств. Беря во внимание близкое сходство технических свойств промышленных отходов к природному сырью. Данная сфера несет большую экономическую и экологическую ценность.
Потребность в качественных строительных материалах увеличивается вместе с ростом объемов строительства, в связи с чем необходимо оптимально проектировать строительные объекты [23 – 32].
Индустрия производства строительных материалов развивается за счет улучшения качества продукции, увеличения ассортимента и возможности безотходного производства.
Важным является рациональное потребление сырьевых материалов. Внедрение в промышленность строительных материалов техногенного сырья, позволяет увеличить сырьевой ассортимент [15 – 22].
Значительные виды отходов стали важными сырьевыми составляющими в производстве качественных и эффективных строительных материалов.
В современном мире наблюдается большое разнообразие техногенных отходов, нашедших свое применение в строительной индустрии. К ним относятся: доменные шлаки, различные виды шламов, отходы угледобывающей промышленности и т.д. Важнейшее сырье для индустрии производства строительных материалов являются отходы горнодобывающих предприятий.
Современные способы добычи полезных ископаемых сводится к тому, что в производство идет малая часть. Большой объем занимают: вскрышные породы и отходы переработки, что составляет около 0,7 доли объема.
Отвалы с отходами занимают огромные площади, исчисляемые тысячами гектаров, что отрицательно влияет на экологию.
Опыт предыдущих лет наглядно показывает возможность использования отходов добычи, и обработки горных пород в качестве сырьевого компонента для создания заполнителей бетонов и т.д.
Одной из важнейших проблем современности является загрязнение окружающей среды отходами горной промышленности.
Ежегодно в нашей стране добывается порядка 249 млн т. разнообразного минерального сырья. В промышленности используется всего 4,9 млн т. в год, остальная часть отправляется в отвал.
Хранение отходов горнодобывающей промышленности негативно влияет на почву, атмосферу, подземные воды, в редких случаях влияют на климатический режим. Отвалы, занимая большие территории, а России под отходы выделяется около 10 тысяч Га, не позволяют использовать потенциально полезные земли. Меньшая часть отходов используется вторично.
Россия одна из ведущих держав мировой арены, добыча горных пород в нашей стране находится в диапазоне от 10 % до 30 % от мирового объема. Одним из самых перспективных районов нашей страны является полуостров Крым. Он богат разнообразием полезных ископаемых, недра земли этого региона буквально состоят из минеральных ресурсов.
Крым богат известняками, разнообразие их видов поражает. Встречаются пористые, плотные, мраморовидные известняки. Все они нашли свое применение в современной промышленности.
Самым распространенным является известняк-ракушечник. Ракушечник – это один из видов известняков относится к осадочным горным породам. Ракушечник почти на 100 % состоит из CaCO3 (карбонат кальция), так же в его составе находится малое количество йода и солей, что придает ему бактерицидные свойства.
Ракушечник пористый материал, он абсолютно инертный. Немаловажным является жаропрочность и устойчивость к истиранию. Пористость данного материала так же обеспечивает шумо- и теплоизоляцию.
Микроструктура известняка-ракушечника представлена на рисунке.
Микроструктура ракушечника
В настоящее время разрабатывается около 30 карьеров в Крымской республике, производительность которых составляет 3,5 млн м3 в год. Большие объемы производства способствуют увеличению количества отходов добычи и переработки известняка-ракушечника ежегодно на 1 млн.м3.
Возникает вопрос рациональной утилизации отходов данного минерального ресурса. Используемые ранее направления вторичного использования данных отходов не являются эффективными.
Во избежание затрат на транспортировку, утилизация отходов должна проводится в регионе добычи сырья.
Полуостров Крым требует внимания к строительству, из-за особенностей климата, рельефа и сейсмической активности. Наиболее оптимальным в данном регионе является монолитное строительство.
Это обусловлено физико-механическими характеристиками монолитного бетона: высокой прочностью, долговечностью, водонепроницаемостью, жаростойкостью и т.д.
Так же немало важным является достаточно быстрое возведение монолитных сооружений, что необходимо в условиях влажного климата.
Одним из самых рациональных путей утилизации отходов добычи известняков-ракушечников является улучшение свойств монолитного бетона, увеличения срока эксплуатации, путем внедрения данных отходов в производство бетона.