Ученые Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) вместе с коллегами из Казахстана и Бразилии предложили строить основания автомобильных дорог из смеси суглинка, металлического шлака и отходов известковых производств, которыми они заменили традиционные слои из природного песка и щебня. Новый композит отличается прочностью, водо- и морозостойкостью, удовлетворяя требованиям к строительным материалам первого класса. Статья об этом опубликована в Journal of Cleaner Production.
В течение полутора лет на территории Казахстана ученые проводили эксперимент, в ходе которого изготовили тестовые образцы композитного материала для строительства основания автомобильной дороги из смеси производственных отходов Карагандинского металлургического комбината и местного суглинка. В смесь добавили отходы известкового производства, которые сыграли роль активатора химического взаимодействия металлического шлака и суглинка, передает ДВ – РОСС со ссылкой на пресс-службу департамента внешних коммуникаций ДВФУ.

В результате реакции выщелачивания между частицами смеси образовался постоянно уплотняющийся гель, который со временем переходит в камнеобразное состояние. Композит показал очень высокие водо- и морозостойкость и низкие значения расширения/сжатия при перепаде температур.
«Строительство дорожных оснований из нового композита будет более быстрым и рентабельным за счёт замены большого количества относительно дорогих песка и щебня на отходы местного металлургического производства и суглинок. Подобные технологии не только экономически эффективны, но и помогают решить проблему утилизации опасных для окружающей среды промышленных отходов», — рассказал заведующий лабораторией использования вторичных ресурсов Инженерной школы ДВФУ Андрей Таскин.
Автор разработки Всеволод Мымрин, профессор Федерального технологического университета штата Парана (Бразилия), объяснил, что в композите тяжелые металлы стали частью новых образований, то есть оказались химически связаны на уровне атомов и перестали представлять угрозу для окружающей среды. Материал может считаться экологически чистым и соответствует строгим санитарным нормам.
Ученый заявил, что ремонтировать такую дорогу можно будет вдвое реже, поскольку со временем композитная смесь становится только прочнее, в 1,5–2 раза превышая проектную прочность дорожного основания. Испытания новой дороги ещё продолжаются.
Отмечается, что схожий композит можно применять для строительства оснований дорог и в России. Главное здесь — определиться с материалами на этапе проектирования дороги.
Механические свойства композита делают его пригодным не только для производства дорожных оснований, но и для изготовления таких строительных материалов как необожженный кирпич, блоки и аналогичные им компоненты. При этом сохраняется высокая экологическая и экономическая эффективность.
Напомним, что отходы производства черной металлургии — одни из наиболее значимых загрязнителей окружающей среды во всем мире. Годовой объём глобального производства чугунного плавильного шлака составляет около 400 млн. тонн.
____________
Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства высшего образования и науки РФ (№10.3706.2017/4.6) и Министерства образования и науки Республики Казахстан (проект №149 от 14.03.2018).