Переработка и утилизация строительных отходов для получения эффективных зеленых композитов

Производство эффективных зеленных композитов с использованием доступного, недорогого и зачастую невостребованного сырья, к которому, помимо природных ресурсов, также можно отнести отходы производственных предприятий, техногенное сырье в виде отходов строительства и сноса зданий и сооружений, сегодня является одной из важнейших проблем строительной индустрии.

Промышленность строительных материалов является основной частью строительной индустрии, которая выступает наиболее материалоемкой отраслью промышленности.

Под материалоемкостью понимается отношение количества или стоимости израсходованных на производство продукции материальных ресурсов к общему объему продукции. Поскольку подавляющее большинство минеральных техногенных и органических отходов по своему химическому составу и техническим свойствам сходны с природным сырьем, а зачастую имеют и ряд преимуществ (предварительная термическая обработка и прочее), внедрение в производстве техногенных отходов является одним из основных направлений снижения материалоемкости производства.

В то же время снижение объемов разрабатываемого природного сырья и утилизация отходов имеет существенное эколого-экономическое значение. В некоторых случаях применение сырья из отвалов промышленных предприятий практически полностью удовлетворяет потребности отрасли в природных ресурсах.

Целесообразное применение минеральных ресурсов и их отходов — одно из главных направлений защиты окружающей среды.

При изучении рационального использования минеральных ресурсов и охраны окружающей среды как единой проблемы следует охрану природы рассматривать с точки зрения сохранения необходимой ее «производительности» в процессе длительного использования для жизни и деятельности настоящего и будущих поколений. Такое исследование указанной проблемы открывает возможности конструктивного подхода к оценке эффективности выбора оптимальных форм организации использования попутно добываемых минеральных ресурсов и продуктов переработки полезных ископаемых в органической связи с эффективностью мер по охране окружающей среды.

Утилизации строительных отходов базируется на двух понятиях: demolition (снос) и recycling (переработка).

Научные исследования, проводимые на территории Европы, убедительно доказывают, что строительный мусор составляет почти треть всех отходов, образующихся в большинстве развитых стран. Общая тенденция заключается в следующем: «чем более развита экономика страны, тем больше доля строительного мусора в общей структуре отходов» [2 с. 14].

В Германии и Нидерландах такая доля составляет 55 %, во Франции на нее приходится 70 %, а в самой богатой по доходам на душу населения европейской стране — Люксембурге — этот показатель достигает 90 %.

Однако, несмотря на столь убедительные доказательства, строительный мусор формируется во всех странах мира, и о жестком соответствии между доходами населения и количеством отходов говорить нельзя. Что касается богатых стран, то здесь чем выше уровень доходов, тем больше возможностей нового строительства зданий и сооружений, в ходе которого и образуется большое количество строительного мусора. Если говорить о бедных странах, то ученые говорят о том, что искажение ситуации вероятнее всего происходит по причине недостаточного контроля, либо ввиду отсутствия нормативной базы по классификации отходов.

Несмотря на разницу в подходах к оценке и различиях в уровне развития европейских стран общая тенденция отчетливо ясна — количество строительных отходов в Европе непрерывно растет. Это касается и России, особенно экономически развитых регионов. В Москве и Санкт-Петербурге возросла потребность в свободных площадках под застройку. Это связано с увеличением темпов роста строительного рынка. Так, один из вариантов решения сложившейся проблемы — это высвобождение площадей за счет сноса старых сооружений и зданий. И все это не обходится без образования большого количества строительного мусора, требующего оптимальной утилизации. Снижение этой опасной тенденции считают важнейшей задачей в области охраны окружающей среды в Европе.

В соответствие с принятой в Европе в 2008 году Рамочной директивой об отходах главный способ борьбы с увеличением количества строительных отходов — их переработка для дальнейшего использования. К 2020 году в Европе повторно должно использоваться как минимум 70 % строительного мусора. На сегодняшний день данная цифра не превышает и 45 %. Тем не менее, уже сейчас в ряде стран переработка строительного мусора превышает 90 %. К таким странам относятся: Дания, Нидерланды, Швеция и Германия — страна, являющаяся мировым лидером по объемам переработки отходов и использования их в качестве вторсырья.

В Европе система переработки строительных отходов сформировалась более 20 лет назад. В настоящее время можно говорить о целой индустрии рециклинга. В экономически развитых странах законодательно закреплено, что образующийся строительный мусор нельзя захоранивать. Различные виды строительных отходов необходимо разделять на разные фракции и подвергать максимальной переработке. При условии, что образование несанкционированных свалок жестко пресекается, а вывозить отходы на полигоны либо очень дорого, либо просто запрещено, переработка становится не просто экологически выгодной, но и экономически эффективной.

Переработка отходов необычайно важна не только как способ утилизации мусора, но и для сохранения благоприятной экологической обстановки. С экологической точки зрения плюсы переработки техногенных отходов очевидны. Во-первых, переработка приводит к снижению количества полигонов захоронения отходов. Во-вторых, применение вторичного сырья позволяет значительно сократить добычу природных ресурсов, что, несомненно, благотворно сказывается на состоянии окружающей среды.

Переработка строительных отходов — это не только забота о нашей природе, но и отличное направление для инвестиций. Экономическая выгода достигается за счет того, что техногенным отходам дается вторая жизнь. Её конечный результат — получение качественных материалов, пригодных для дальнейшего использования, которые значительно дешевле первичных.

В 1976 году в Европейском союзе была образована Европейская Ассоциация по Сносу зданий, объединившая более 60 фирм из 18 стран мира. Своими основными целями Ассоциация видит:

1)      обмен опытом в области сноса строений и переработки техногенного мусора;

2)      донесение проблем и возможностей технологии переработки до правительств и общественности.

Данное объединение призвано регулировать снос непригодных построек и дальнейшую утилизацию их составных элементов.

По данным Ассоциации во всех странах образуется не менее 2,5 млрд. тонн строительных отходов. Из них в Европе — более 180 млн. т. Такое огромное количество строительных отходов просто некуда складировать на территории по площади небольшой Европы, не говоря уже о том, что такой способ утилизации экономически убыточен и причиняет вред природе, а жители этой части света не считают возможным «выкидывать деньги на ветер» [2, с. 14].

В основе современного немецкого законодательства по отходам лежит четкая последовательность приоритетов, первоочередное значение в которой при обращении с мусором имеет его материальное применение. Лишь после исчерпания данной возможности следует стремиться к энергетическому использованию, а захоронение на специальных полигонах — это самый последний способ надежного устранения отходов. К слову, в Германии существуют крупные перерабатывающие строительные отходы комплексы, и в одном только Берлине их более 20. В Великобритании же с целью сохранения природных ресурсов и стимулирования рециклинга введен налог на применение каждой тонны природного заполнителя («первичного сырья») в размере 1,6 фунта стерлингов. В Нидерландах более второе десятилетие действует закон, который запрещает свозить на полигоны техногенные отходы, возможные к переработке.

В Российской Федерации в настоящее время перерабатывается лишь 5–10 % отходов строительства и сноса, причем переработке подвергается в основном лом железобетона и кирпича, поскольку их переработка одна из самых простых и не требует сложных производственных процессов. Сегодня никаким образом не решается задача утилизации других видов строительных отходов — стеклобоя, линолеума, битумных покрытий, пластмассы, санстройкерамики, древесины, пластмассы.

Первые российские города, которые озаботились проблемой утилизации строительного мусора — Москва и Санкт-Петербург. В их законодательстве есть требование по обязательному составлению технологических регламентов по обращению со строительными отходами, которые предусматривают максимальную переработку образующихся отходов. Благие намерения натыкаются на отсутствие перерабатывающих комплексов большинства строительных отходов и несовершенство нормативной базы, препятствующее легитимной переработке и получению соответствующих справок для государственных органов защиты окружающей среды.

Продукты переработки отходов строительства и сноса зданий и сооружений представляют собой вторичный щебень и отсевы дробления с соотношением около 70 и 30 % соответственно. Щебень, по сравнению с отсевами дробления, которые из-за повышенного содержания в их составах пылевидной фракции мало используется в строительстве, применяется в качестве подсыпки для автомобильных дорог, а также как крупный заполнитель в обычных бетонах.

Помимо отходов строительства и сноса общий объем отсевов дробления горных пород, образующихся ежегодно по всей стране на предприятиях по производству щебня, составляет в настоящее время до 50 млн. м³. Только в одной Чеченской Республике на предприятиях ГУП «Чеченкарьеруправление» Департамента автомобильных дорог ЧР «Государственный унитарный комбинат дорожно-строительных материалов» ежегодно перерабатывается более 1 млн. м³ горной породы в год с образованием до 300 тыс. м³ отходов камнедробления [3, с. 7].

Перспектива вторичного использования отсевов камнедробления связана с тем, что при существующих технологиях процесс дробления и измельчения занимает около 50 % всех затрат, в-первую очередь энергетических.

Вторичное сырье в нашей стране мало используется потому, что не до конца изучены их составы и свойства, но в последнее время производство вторичных материалов растет и набирает темпы, и они становятся серьезной альтернативой традиционным стройматериалам.

Использование отсевов дробления бетонного лома и горных пород в производстве эффективных зеленных композитов позволит при минимальных дополнительных затратах увеличить объем производства продукции более чем на 10 %, а также оздоровить среду обитания и освободить площади сельскохозяйственных земель.

Масштабная утилизация отходов в промышленном производстве требует решения ряда организационных и научно-технических задач. В связи с чем, появляется необходимость региональной каталогизации отходов с указанием их полной характеристики. В будущем также будет требоваться развитие стандартизации отходов как сырьевых ресурсов в производстве конкретных строительных материалов. Объемы утилизации промышленных отходов и отходов городского хозяйства постепенно увеличиваются по мере внедрения комплекса технических мер по стабилизации их состава, повышению степени технологической подготовки.

Литература:

1.         Аксенова Л. Л. Использование отходов предприятий черной и цветной металлургии в строительной индустрии / Л. Л. Аксенова, Л. В. Бугаенко // Техническиенауки в России и за рубежом: материалы III Mеждунар. науч. конф., г. Москва, июль 2014 г. — М.: Буки-Веди, 2014. — С. 106–108.

2.         Гиоева А. Уроки запада / А. Гиоева // Корпоративное издание «Все с размахом», 2013. — № 5 (19). — С. 14–15.

3.         Лесовик В. С. Строительные композиты на основе отсевов дробления бетонного лома и горных пород / В. С. Лесовик, С.-А. Ю. Муртазаев, М. С. Сайдумов. — Грозный, МУП «Типография», 2012. — 192 с.