Ученые НГТУ и ПГУ им. С. Торайгырова запустили в Казахстане производство дешевой и прочной тротуарной плитки на основе золошлаковых отходов ТЭЦ
В октябре этого года на промплощадке ПГУ им. С. Торайгырова (малое инновационное предприятие «ЭкостройНИИ-ПВ») в Павлодаре была произведена первая партия строительных изделий из отходов предприятий теплоэнергетики и металлургии Павлодарской области. Предысторией внедрения этой разработки была созданная в НГТУ технология производства строительных материалов и изделий с использованием золошлаковых отходов тепловых электростанций Новосибирска. Эта технология позволяет не захоранивать отходы на золоотвалах, как это делается на свалках с мусором, а использовать их как вторичное сырье. Добавление золошлаковых отходов позволяет снизить себестоимость строительных материалов на 30% и даже сделать их более прочными.
Работы по поиску инновационных технологий в области утилизации твердых техногенных отходов начались в НГТУ на кафедре инженерных проблем экологии (ИПЭ) с 2008 года. За десять лет преподавателями и студентами вуза были разработаны десятки рецептур изготовления строительных материалов из твердых промышленных отходов: золы, шлаков, стеклобоя, ПЭТ тары и др. Проект воплотился в жизнь только спустя 10 лет в процессе совместной работы со строительным факультетом в Павлодарском государственном университете (ПГУ) им. С. Торайгырова. В октябре этого года была произведена первая партия пяти тонн строительных изделий в виде стеновых блоков для малоэтажного строительства.
В 2018 году ученым двух вузов удалось получить грант Министерства образования и науки Республики Казахстан и Международного банка реконструкции и развития на 230 миллионов тенге, что равно 41,4 миллиона рублей. На выделенные средства ученые смогли создать инновационное предприятие «ЭкостройНИИ-ПВ», арендовать производственные площади в Павлодаре по производству строительных изделий из отходов, закупить и ввести в эксплуатацию промышленную технологическую линию и получить первые промышленные образцы.
Научно-техническое сотрудничество между ПГУ им. С. Торайгырова и новосибирским вузом началось в 2012 году после заключения двухстороннего соглашения. Согласно этому договору, аспиранты ПГУ на базе кафедры ИПЭ НГТУ в рамках своих тем диссертаций разрабатывали инновационные технологии по утилизации твердых отходов промышленности Павлодарской области. Аспирант Аскар Тлеулесов (научный руководитель — заведующий кафедрой ИПЭ профессор В. В. Ларичкин) после окончания обучения в аспирантуре НГТУ в 2018 году стал главным инициатором проекта «Инновационное использование твердых техногенных отходов предприятий теплоэнергетики и металлургии Павлодарской области в производстве строительных материалов».
Ожидаемый авторами эффект от проекта — во-первых, улучшение экологических условий Павлодарской области за счет сокращения объемов отходов, отправляемых на золоотвалы и шламохранилища; во-вторых, производство строительных материалов из отходов позволит металлургическим предприятиям и теплоэлектростанциям получить выход на новый рынок и, как следствие, дополнительные доходы. Также технология производства строительных материалов с использование техногенных отходов позволит обеспечить потребности региона, снизить импорт аналогичного товара и увеличить экспорт выпускаемых изделий.
В 2012 году ученые кафедры ИПЭ НГТУ проводили исследования на предмет создания строительных материалов с использованием отходов топливно-энергетической промышленности Сибирского региона. По разработанной технологии была произведена пробная партия тротуарной плитки, которую заложили на территории кампуса НГТУ. Оказалось, что с течением времени строительные изделия стали более качественными в сравнении с обычной тротуарной плиткой на улицах, которая со временем теряет свою прочность. Ученые выяснили, что прочность новых строительных изделий, которые были сделаны по разработанной технологии с использованием отходов, за период с 2012 года по 2018 год не только не уменьшилась, а даже увеличилась на 25%.
Себестоимость новых строительных материалов ниже по сравнению с традиционными на 20—30 %, этого удается достичь за счет снижения содержания цемента в смеси на 10—30 %. Новая технология позволяет заменять дорогостоящий цемент на дешевую высококальцевую золу, которая обладает вяжущими свойствами. Для изготовления стройматериалов по технологии НГТУ не требуется существенное изменение технологий изготовления обычных бетонных изделий. Кроме того, использование золы разных оттенков позволяет менять цвет изделий, что приводит к экономии на колерах.
«Утилизация отходов — это общая мировая тенденция. В странах Европы люди давно уже научились получать полезные продукты из отходов, которые не опасны и имеют минеральную составляющую. Разница в том, что мы называем это отходами, а в Европе их называют материалами. А материал — это вещь, которая имеет свою цену. Неоднократно на различных встречах и конференциях мы обсуждали вопросы внедрения разработанных технологий на предприятиях Новосибирской области, которые образуют отходы. На этом этапе мы и столкнулись с проблемами непонимания. Во-первых, любая новая технология для предприятий — это дополнительные расходы на ее внедрение и время, а акционеры хотят получать прибыль сразу, поэтому они мало заинтересованы во внедрении разработки. Во-вторых, проблема утилизации отходов не регулируется на государственном уровне. И, к сожалению, только международный грант позволил нам с сотрудниками ПГУ воплотить этот проект в жизнь на территории Казахстана. А ведь в нашем регионе это могло бы не только быть полезным для экологии, но и стать дополнительным доходом для предприятий. Надеюсь, что со временем мы научимся правильно использовать промышленные отходы как вторичное сырье», — рассказал автор разработки — заведующий кафедрой ИПЭ НГТУ и директор Независимого испытательного центра новосибирского вуза доктор технических наук Владимир Ларичкин.
Сейчас представители двух вузов занимаются патентованием рецептуры для производства строительных изделий с использованием техногенных отходов. Уже с апреля следующего года ученые планируют запустить поставку своей продукции строительным компаниям и экспорт продукции и технологии в сопредельные с Казахстаном территории.
Напомним, что 14 ноября энергетики «Сибирской генерирующей компании» объявили о планах сократить количество золы и шлаков на золоотвалах у новосибирских ТЭЦ-2 и ТЭЦ-3. СГК планирует разработать и утвердить документацию на технологию получения золошлакового материала для производства стройматериалов и использования в дорожном строительстве.
