Повышение экологической безопасности полигонов ТКО, предотвращение техногенных загрязнений городских и сельских территорий и создание условий для эффективного вторичного использования техногенных материалов

При выполнении междисциплинарного проекта разработаны ресурсо- и энергосберегающие технологии комплексной переработки техногенных материалов различного морфологического состава и происхождения: резинотехнические изделия (отработанные автомобильные шины), продукция технического назначения низкотемпературного термолиза (технический углерод), базальтовые волокнистые отходы и их сопутствующие кремнеземистые материалы и др., с учетом возможности вовлечения их в качестве сырья для производства строительных композитов. При получении строительных композитов также рассматривались варианты использования отходов горнодобывающих предприятий и предприятий по производству вспученного перлитового песка. Проводились исследования совместимости техногенного сырья различной природы в структурной матрице вяжущего для получения наилучшего сочетания состава, микроструктуры и свойств строительного изделия. Применялись энергоэффективные технологические приемы получения строительных материалов на основе многокомпонентных составов различной химической природы, базирующиеся на изучении процессов структурообразования бетонов на нано-, микро- и макроуровне с использованием полного потенциала системы внутренних связей в материале за счет химической, механической, термической активизации техногенного сырья. Посредством современных методов исследований и аппаратурных средств проведены фундаментальные исследования взаимосвязи составов и формируемых свойств строительных композитов с использованием техногенного сырья. Предложены составы бетона с токопроводящим свойством, который предназначен для поглощения электромагнитных волн, защиты электронных устройств в зданиях, для диссипативных (токорассеивающихся) полов производственных зон и защиты от статического электричества. Использование данного бетона позволяет снизить уровень электромагнитных полей внутри зданий, что повышает комфортность пребывания в нем человека. Разработаны сухие строительные смеси с улучшенными физико-механическими характеристиками для получения растворных смесей, штукатурки с теплоизоляционными свойствами, а также как отдельный вид утеплителя, предназначенного для производственных и жилых помещений. Разработаны составы композиционных вяжущих при снижении доли портландцемента до 30% с заменой его на техногенное сырье. Расширен спектр активных минеральных добавок на основе техногенного кварцсодержащего сырья с повышением прочности вяжущего на 20%. Проведенные исследования могут являться основополагающей базой НИР для расширения спектра научно-технических и технологических работ в области разработки бетонов нового поколения, что в комплексе способствует расширению сырьевой базы, повышению экономической эффективности и развитию ресурсо-, энергосберегающих и высокотехнологичных производств строительных материалов в регионе. Проведены конструкторско-технологические разработки патентозащищенных агрегатов и технологических модулей на их основе, используемых для ресурсо-энергосберегающих технологий. Выполнены теоретические и экспериментальные исследования, моделирование технологических процессов, результаты которых реализованы при комплексной переработке указанных ТМ с различными физико-механическими характеристиками. Получены математические модели, характеризующие процессы механоактивации кремнеземистых ТМ в открытом и замкнутом режимах их измельчения. Осуществлен комплекс теоретических исследований; проведены математическое и физическое моделирование, экспериментальные исследований по разработке процесса агломерирования ТУ и его реализации в патентозащищенной конструкции барабанно-винтового агрегата. Для разработанных составов композиционных смесей с гетерогенными ТМ разработаны высокоэффективные способы их гомогенизации в рециркуляционном смесителе комбинированного действия. Результаты проведенных исследований подтверждены при опытно-промышленных испытаниях разработанных машин и агрегатов, защищенных патентами РФ и Евразийскими патентами.