Из отходов очистки воды были произведены кирпичи высокого качества.

Ранее в ПНИПУ исследовали возможности производства строительных материалов с использованием отходов лесной промышленности.

Статья с результатами была опубликована в сборнике «Инновации в строительстве. Технологии КНАУФ». Исследование проводилось в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».

В настоящее время активно изучаются современные методы утилизации осадков от очистки воды, при которых из техногенного сырья извлекаются компоненты, полезные для химической, металлургической и других отраслей. Тем не менее, наибольшее распространение эти отходы получили в строительстве, где используются для производства вяжущих веществ, пористых заполнителей и керамических материалов.

Эти отходы могут применяться в качестве модификатора при производстве кирпичей. Однако существующие методы их получения и интеграции в керамический состав имеют свои недостатки, такие как то, что конечный продукт не всегда соответствует необходимым требованиям по прочности и морозостойкости. Также использование сырья в исходном виде затруднено из-за высокой влажности – более 45-60 процентов. Для качественной переработки в новый материал требуется внедрение различных технологий уплотнения, кондиционирования и механического обезвоживания.

Ученые Пермского Политеха исследовали особенности применения угольных отходов и осадков, образующихся на крупных очистных сооружениях, и определили оптимальные параметры их введения и обжига в составе керамической массы.

В результате обработки воды химическими реагентами образуется осадок, состоящий из растворимого в воде сернокислого алюминия, небольшого количества сульфата железа и других соединений. Он представляет собой тонкозернистую смесь, а его элементный состав схож с глинистым сырьем, что позволяет рассматривать его в качестве модификатора для глиняной массы при производстве керамических изделий. Угольный отход – это рассыпчатая сухая смесь черного цвета, напоминающая песок, которая в основном состоит из углерода и сульфата натрия.

«Чтобы оценить, как оба типа отходов от очистных сооружений влияют на свойства глинистого сырья, мы подготовили составы, в которых определяли одни из ключевых показателей: плотность, пластичность и формовочную влажность. Эти параметры в дальнейшем влияют на прочность, морозо- и трещиностойкость готового продукта. Также мы исследовали их оптимальное содержание в составе керамической массы: осадка в количестве 10, 20 и 30 процентов, угольного отхода – 10, 15 и 20 процентов, а температуру обжига – 950, 1000 и 1050°С», – рассказывает Виталий Шаманов, доцент кафедры «Строительный инжиниринг и материаловедение», исполняющий обязанности декана строительного факультета ПНИПУ, кандидат технических наук.

Политехники отмечают, что по сравнению с бездобавочным составом у керамической массы с 20 процентами осадка показатель пластичности увеличивается на 71 процент, что свидетельствует о более высокой функциональности изучаемого отхода в промышленности.

«Результаты экспериментов показали, что добавление угольного отхода свыше 20 процентов и осадка свыше 30 процентов нецелесообразно из-за значительного ухудшения формовочных свойств. Однако введение отходов в количестве 14,2 и 15 процентов соответственно при температуре обжига 1050°С позволяет получить изделия с необходимыми показателями плотности и уровнем водопоглощения», – объясняет Виталий Шаманов.

Исследование ученых Пермского Политеха продемонстрировало, что совместное использование отходов очистных сооружений в составе глиняной массы может комплексно улучшить физические свойства керамических кирпичей. Реализация полученных результатов при переработке осадков повысит перспективы их вторичного использования в строительной отрасли.