АНДОРРА В СТЕПИ

Украина, обладающая огромными запасами железных руд, — одна из наиболее развитых стран мира в области горнодобывающей промышленности. И недосягаемый лидер в создании «горных массивов», окружающих обогатительные комбинаты. Отвалы отходов переработки занимают у нас десятки тысяч гектаров плодородных земель. Но это еще не все. Они выдавливают грунтовые воды к поверхности близлежащих полей, переводя их в разряд неугодий. А если рядом расположен поселок, то ему гарантирована круглогодичная грязь на улицах, затопленные подвалы и непригодная для питья вода в колодцах.

Как же избавиться от экологически вредных и к тому же совсем не живописных гор? Да и возможно ли это? Технически — да. Но ведь сегодня за все нужно платить. А кто на это пойдет? Тот, кто знает, как извлечь прибыль из разработки вечно пополняющихся «вторичных месторождений» песка и щебня.

Исследования свойств бетонов, изготовленных из отходов горно-обогатительных комбинатов (ГОК), проведенные научно-исследовательскими институтами, вузами и строительными организациями, убедительно доказали, что при использовании песка и щебня, получаемых из отвалов, можно создавать бетоны с такими заданными параметрами, как плотность, прочность, деформативность и водонепроницаемость. То есть появилась возможность простой регулировки основных характеристик строительных материалов и конструкций, которую с традиционными заполнителями осуществить и сложнее, и дороже.

Лабораторные и натурные испытания показали, что прочность бетона на мелком заполнителе из отходов ГОКов почти на четверть выше прочности бетона на карьерном или речном кварцевом песке. Это объясняется большой шероховатостью зерен отходов и их повышенной крепостью, которых нет у гладких карьерных аналогов.

Далее. Средняя плотность бетонов, наполненных железистыми кварцитами, почти на треть больше, чем при использовании карьерного или речного песка, что позволяет применять их в очень сложных условиях эксплуатации. Даже в защитных сооружениях атомных электростанций, где применяются специальные тяжелые бетоны.

Если же в составе бетонов есть не только железистые кварциты, но и щебень из отходов ГОКов, то они оказываются в 1,5 раза менее деформативны и на 30 % прочнее по сравнению с традиционными бетонами. Это обусловлено специфическими свойствами песка из шламовых отходов и щебня из железистых кварцитов: большой удельной поверхностью частичек заполнителей, ее «рваной» структурой, а также повышенным содержанием железа. При этом набор прочности бетонов на заполнителях из отходов происходит быстрее, чем в традиционных цементных смесях, что позволяет вводить в эксплуатацию строительные конструкции в более ранние сроки после бетонирования.

К преимуществам строительных изделий из отходов ГОКов, по сравнению с обычными бетонами, относятся также пониженные в 1,5 раза усадка и ползучесть. Эти характеристики весьма существенны, так как в процессе длительной эксплуатации усадка снижает трещиностойкость материала, а ползучесть увеличивает деформации конструкций: прогибы, отклонения от вертикали, изменение формы.

Недостатки, которые, как гласит народная мудрость, являются продолжением достоинств, у бетонов на отходах, конечно же, есть. Например, повышенная жесткость, которая создает более тяжелые условия укладки и формования. Но этот параметр можно легко скорректировать использованием широко применяемых в строительстве недорогих синтетических пластифицирующих добавок.

Весьма обнадеживающие результаты научных исследований уже в 1967 году стали основой внедрения на Новокриворожском ГОКе установки по обогащению и фракционному разделению шламовых отходов с годовой производительностью более миллион кубометров. Вскоре практически на каждом железорудном комбинате Украины были организованы небольшие подсобные производства щебня на дробильно-сортировочных установках. Получаемый на них щебень (до полумиллиона кубометров в год) использовался для строительства и ремонта автодорог, железнодорожного полотна, для сооружения зданий.

Опыт их работы показал высокую экономическую эффективность такого производства. Еще бы, ведь прибыль от реализации товарного щебня по отношению к себестоимости производства обеспечивала рентабельность до 115%! Кстати, в основном производстве она значительно ниже, да и много ли отыщется технологий, гарантирующих подобные прибыли? Отметим, что такой высокий уровень рентабельности позволил всем рискнувшим освоить технологию, нетрадиционную для горных предприятий, окупить капиталовложения в течение полутора лет.

Но наиболее перспективным и выгодным, обеспечивающим безотходное использование нерудного попутного сырья является изготовление из него строительных изделий, которые можно получать на заводах железобетонных конструкций, не изменяя традиционные технологические процессы. При этом не требуются ни дополнительные трудозатраты, ни капитальные вложения.

Важным аргументом в пользу применения отходов в серийно выпускаемых несущих конструкциях (плитах, фермах, балках) является также то, что их характеристики, как правило, превосходят требования государственных стандартов. Например, сравнение параметров бетонных плит показывает, что если они изготовлены с использованием песка и щебня из отходов ГОКов, то прочность, трещиностойкость и деформативность заметно выше, чем в плитах, полученных из обычных бетонов, а себестоимость, как вы уже догадались, ниже.

До начала 90-х годов темпы переработки отходов горно-обогатительных комбинатов росли. При этом отвалы если заметно и не уменьшались, то, по крайней мере, и не увеличивались. Однако в последнее десятилетие процесс пошел в обратном направлении. И сегодня, когда он замер на нуле, рукотворные горные хребты стали расползаться, захватывая все большие площади.

Только в Криворожском бассейне горные предприятия вместе с отвалами занимают около 465 квадратных километров — территорию, равную Андорре. Но если наладить утилизацию попутного нерудного сырья, то можно высвободить примерно 150 кв. км земель. ГОКи от такой аннексии не пострадают. Несложно подсчитать, что для добычи руды им останутся степные просторы величиной с Мальтийский архипелаг.