Получение геополимерных строительных материалов на основе отходов предприятий металлургического и энергетического комплексов Тульской области с использованием методов механохимической активации

На территории Тульской области функционируют ряд крупных предприятий черной металлургии («Тулачермет», «Тулачермет-Сталь», «Косогорский металлургический завод»), в результате деятельности которых накоплены большие запасы производственных отходов (шлаки, шламы, пыли и др.), которые могут быть использованы для получения строительных материалов. Однако, статистика показывает, что на территории РФ доля применения отходов металлургического комплекса для получения строительных материалов не превышает 10-15% от ежегодно образующегося объема. С другой стороны, как промышленно развитый регион, Тульская область относится к зоне устойчивого электроснабжения. В области эксплуатируются: Черепетская ГРЭС (450 МВт), Щекинская ГРЭС (400 МВт), Новомосковская ГРЭС (233,7 МВт), Алексинская ТЭЦ (102 МВт), Первомайская ТЭЦ (125 МВт), Ефремовская ТЭЦ (160 МВт). Несмотря на интенсивное развитие альтернативных видов энергетики с середины 20-го века, вклад угля в общее количество производимой мировой энергии остается очень большим и составляет около 40%. Сжигание углеродистой части угля на электростанциях происходит при высоких температурах около 1500о C и скорости нагрева 106 град/с и сопровождается образованием твердого порошкообразного остатка в виде летучей золы (золы уноса) и золошлака. Общее ежегодное образование угольной золы в мире составляет 700-800 млн. тонн, при этом повторно используется менее 30%. Среди большого количества предложенных вариантов утилизации угольной золы и отходов металлургического производства, основным является строительная отрасль. Целью реализации проекта является разработка высокотехнологичного производства геополимерных материалов на основе сталеплавильных шлаков и зол уноса ТЭС. В ходе выполнения работы будет разработана следующая научная продукция (получены результаты): - проведен анализ современных тенденций в сфере использования техногенных отходов в производстве геополимерных материалов; - определены физико-химические характеристики и особенности местных техногенных материалов (металлургических шлаков, зол уноса ТЭЦ, отсевов известняка и др.), используемых в получении геополимерных материалов; - проведены расчеты и исследованы составы шлако-щелочных вяжущих, химических добавок для геополимерных материалов; - разработаны лабораторные регламенты получения геополимерных материалов; - определены физико-механические характеристики полученных образцов геополимерных материалов; - выданы рекомендации по применению геополимерных материалов на основе местного техногенного сырья в гражданском и дорожном строительстве; - опубликовано (принято к опубликованию) не менее 2 научных работ в реферируемых журналах; - результаты исследований будут оформлены в виде отчета.