Использование отходов переработки горных пород

Для эффективного развития промышленности строительных материалов необходимо комплексное использование добываемых природных ресурсов, в том числе отходов (отсевов дробления щебня). При производстве щебня из изверженных горных пород объем отсевов может достигать 25%, а из осадочных пород - превышает 45% от перерабатываемой горной массы. В связи с наметившейся тенденцией к потреблению нерудных строи-тельных материалов более высокого качества количество отсевов неуклонно возрастает, что в основном относится к изверженным горным породам.

К сожалению, систематический учет объемов отходов дробления никогда не проводился. По приближенным оценкам общий объем отсевов дробления, образующихся ежегодно на предприятиях по производству щебня, составляет в настоящее время около 28"35 млн м3, в том числе отсевов изверженных пород " 12"15 млн м3, отсевов карбонатных пород " 16"20 млн м3. В настоящее время в от-валах скопились сотни миллионов кубометров отсевов. Формируемые из отсевов техногенные месторождения в перспективе следует рассматривать как минерально-сырьевую базу производства мелких фракций щебня, песка и других видов продукции для строительной отрасли.

В отечественной строительной промышленности в период наиболее интенсивного ведения строительных работ наблюдается дефицит железнодорожного транс-порта. Перевозка такого дешевого материала как отсевы на большие расстояния не рациональна. Поэтому их можно рассматривать только как местное сырье. Целесообразно разделение отсевов на фракции, что повысит заинтересованность в них различных предприятий, увеличит стоимость и плечо рациональных перевозок.

Выбор направлений использования отсевов требует комплексного изучения их свойств, включая оценку минералого-петрографического и химического составов, структурно-текстурных особенностей исходной горной породы, а также показателей, регламентируемых потребителями, в том числе удельной поверхности, дисперсности пылевидной составляющей, формы частиц, цвета, влажности, пористости.

Уже сформировались наиболее материалоемкие области использования отсевов дробления различных горных пород. Основными потребителями отсевов дробления щебня являются дорожно-строительные организации. В ГОСТ 25607"94 изложены требования к смесям, используемым для оснований и покрытий автомобильных дорог и аэродромов, в состав которых могут входить отсевы дробления различных горных пород. В асфальтобетонных смесях отсевы используются как мелкий заполнитель, а если они по составу относятся к основным изверженным породам, то пылевидная составляющая отсевов частично заменяет минеральный порошок из карбонатных пород. В небольших объемах применяются отсевы с повышенным содержанием пылевидных частиц (свыше 10%) совместно с комплексными пластифицирующими и воздухововлекающими добавками для получения цементобетонных покрытий с требуемыми прочностью и морозостойкостью. Но для более эффективного использования отсевов в цементных дорожных бетонах необходимо, чтобы количество пылевидной составляющей не превышало 3%, а также улучшить форму зерен. В асфальтобетонах марок Г и Гх могут быть применены отсевы с несколько большим содержанием тонкодисперсных частиц, но не более 5%.

В растворах и бетонах различного назначения отсевы, большая часть которых относится к крупным пескам с модулем крупности Мкр = 3,2"3,6, применяются как укрупняющая добавка к природным мелким и очень мелким пескам.

Однако сфера применения песков из отсевов дробления может быть значительно расширена. Зарубежный и ограниченный отечественный опыт свидетельствуют о перспективности применения узких фракций песков, которые могут использоваться в разных соотношениях. Получаемые оптимальные составы бетонов и растворов позволяют значительно улучшить качество готовой продукции, повысить надежность и долговечность конструкций и изделий. К сожалению, в настоящее время большинство заводов не в состоянии складировать, а затем дозировать при производстве бетонов и растворов несколько фракций песка, но будущее, несомненно, за фракционированными материалами.

Отметим, что отсевы изверженных и метаморфических пород нередко имеют декоративные свойства, зависящие в основном от цвета и текстуры исходной горной породы. Такие материалы широко используются в архитектурном бетоне, который придает особую выразительность строящимся зданиям и сооружениям, для украшения интерьеров, фасадных плит, наливных полов. Для улучшения свойств кровли и повышения ее декоративности применяются цветные посыпки, требования к качеству которых постоянно возрастают. Институтом ВНИПИИстромсырье совместно с институтом ВНИИстройполимер на основании исследования отсевов дробления розового и серого кварцитов Шокшинского месторождения, гранита серовато-розового цвета месторождения Эркеля и гранита Каменногорского месторождения, мрамора Коелгинского месторождения была определена возможность их использования в качестве крупнозернистой по-сыпки мягких кровельных материалов.

В настоящее время более 40 предприятий России производят мягкие рулонные битумсодержащие кровельные материалы. Основная фракция крупнозернистых посыпок " 0,63"1,25 мм, причем примерный объем требуемых поставок только для 28 заводов составляет 75 тыс. т в год. Использование отсевов дробления различной цветовой гаммы позволит удовлетворить потребность в декоративных посыпках и в ряде случаев отказаться от использования специально окрашенных материалов.

Имеется ряд сравнительно новых перспективных на-правлений эффективного использования отсевов дробления. К ним относятся: производство сухих строительных смесей (ССС), керамических материалов, ячеистых бетонов, материалов для фильтров, абразивных материалов, а также наполнителей для полимерной, лакокрасочной и резино-технической промышленности. Требования, предъявляемые потребителями, различны и только детальное знание свойств материала из отсевов позволит производителям осваивать новые рынки сбыта.