В Казахстане огромное число свалок, с которыми никто ничего не делает, несмотря на очевидный вред для экологии. При этом многие промышленные отходы можно использовать вторично и сэкономить значительные ресурсы на покупку новых материалов. Научно-производственный центр ENU-Lab исследует, каким потенциалом для использования обладают отходы, которые производят казахстанские предприятия. Подробнее об этом рассказали сотрудники лаборатории старший преподаватель кафедры «Строительство» Райхан Токпатаева и доцент кафедры «Технология промышленного и гражданского строительства» Данияр Базарбаев, передает Toppress.kz.
Чем занимается ваша лаборатория?
Данияр: Научно-производственный центр ENU-Lab занимается исследованиями строительных материалов. Наши коллеги изучают свойства и совершенствуют технологии производства цемента, бетона, кирпича, инертных материалов, асфальтобетона.
Мы с Райхан исследуем отходы промышленности в Казахстане. Это очень актуальная проблема — отходов много, и сейчас они просто лежат бесхозно, нанося вред экологии. Но если провести глубокую переработку, то их можно будет вторично использовать при производстве строительных материалов.
Центр делает исследования по заказу бизнеса или государства?
Данияр: Хотя сама лаборатория существует давно, наш проект запустился, во многом благодаря мегагранту от государства, который мы получили в 2023 году. Университет смог приобрести дорогостоящее оборудование, с помощью которого мы и проводим исследования.
Представители бизнеса, конечно, к нам обращаются. ENU-Lab аккредитована, то есть имеет право оказывать услуги по испытаниям качества и свойств материалов и выдавать официальные протоколы, о результатах испытаний. Например, наши коллеги сейчас делают для бизнеса проект по очистке воды. С какими-то локальными задачами обращаются заводы в Астане — мы делаем анализ их продукции, проводим испытания, выдаем отчеты.
Расскажите, пожалуйста, про свой исследовательский путь. Что вас привело в ENU-Lab?
Райхан: Последние 12 лет я живу в США. Сейчас я работаю научным сотрудником и заведую лабораторией в Университете Пурдью, он находится в маленьком городке Уэст-Лафайетт в штате Индиана. По условиям рабочей визы я должна была один год поработать за пределами США. И я выбрала Казахстан.
Меня пригласили в ЕНУ, здесь я работаю старшим преподавателем на Кафедре строительства, а также исследователем в ENU-Lab.
Работа в ЕНУ для меня — продолжение исследовательской деятельности, начатой в США. Там я тоже занималась техногенными отходами, в частности, мы с коллегами анализировали отходы, которые потенциально можно использовать в качестве материалов для изготовления пуццоланового бетона.
Данияр: ЕНУ — это моя Альма-матер. Я здесь учился, потом здесь же получал докторскую степень, а сейчас работаю штатным сотрудником Кафедры технологий промышленного строительства.
Вы сказали, что занимаетесь использованием промышленных отходов для производства бетона. Могли бы подробнее рассказать, в чем заключается ваше исследование?
Райхан: Мы смотрим, как разные отходы вступают в пуццолановую реакцию. И соответственно, пытаемся понять, какие отходы можно использовать в качестве материала для изготовления бетона на основе пуццоланового цемента.
Классический бетон на основе обычного цемента твердеет за счет гидратации (присоединение воды к молекулам вещества, — прим. ред.). Пуццолановая реакция происходит за счет взаимодействия алюмосиликатов внутри определенного материала со щелочами внутри бетона. То есть химические реакции, благодаря которым цемент затвердевает, в этих видах цемента различаются.
Бетоны, изготовленные на пуццолановом цементе, отличаются более высокой водостойкостью, чем бетоны на обычном цементе. Чаще всего их используют в гидротехническом строительстве в условиях воздействия пресных вод.
В качестве материалов, которые имеют алюмосиликаты и могут вступать в реакцию со щелочью, мы как раз хотим использовать отходы. А для этого нужно понять, насколько хорошо разные виды отходов могут вступать в пуццолановую реакцию, какие из них перспективнее.
Какие преимущества дает использование отходов при производстве этого вида бетона?
Райхан: Цемент является самым дорогостоящим компонентом в бетоне. Поэтому если реактивность определенных отходов окажется высокой, ими можно будет заменять часть цемента. Это будет намного экономичнее.
Данияр: Если заменить отходами гипотетически 25% цемента по массе, это уже даст колоссальную экономичность. Когда-то в лаборатории мы разрабатывали цемент марки 1000 по схожей технологии, и его себестоимость оказалась в 6 раз ниже, чем у импортных аналогов из России и Ирана.
Райхан: Понятно также, что это большой плюс для экологии, потому что сейчас огромные территории завалены этими отходами.
Во многих странах этот процесс уже налажен. Но из-за того, что сейчас развиваются альтернативные источники энергии, происходит отказ от угля, на Западе возникает проблема, что старые виды отходов, которые уже используют, сокращаются. Поэтому есть заинтересованность в том, чтобы исследовать другие виды отходов, насколько они подходят для вторичного использования, в частности, в качестве материала для бетона. Мы занимаемся в том числе и этим.
В Казахстане вообще кто-то заинтересован во внедрении этой технологии?
Райхан: У нас есть крупные корпорации, у которых очень много техногенных отходов, и они нам говорили, что хотели бы их как-нибудь повторно использовать: в строительстве, при укладке дорог и так далее. Мы исследуем как раз те отходы, которые они нам предоставили.
Вообще, в перспективе это могло бы перерасти в составлении классификации различных отходов по потенциалу их использования, по территории и предприятиям, где их получают. Такая база, безусловно, очень помогла бы организовать вторичное использование.
Ваша лаборатория исследует еще какие-то области применения промышленных отходов?
Данияр: Да, мы также исследуем возможность использования отходов полипропилена для улучшения шумоизоляции бетона.
Во многих наших домах это большая проблема, из квартиры хорошо слышны голоса соседей. По ГОСТу стандарт шумоизоляции — 52 децибела. Но слышимость все равно очень высокая.
В первичных исследованиях мы испытывали звукоизоляцию бетона в небольшой модели комнаты. Она составила 57-62 децибела. И это уже дает ощутимый эффект.
В Казахстане очень много разных отходов, и чем больше будет разных областей их применения, тем лучше. Это выгодно и для промышленности, потому что экономит ресурсы, и для экологии.
