В связи с наблюдающимися в настоящее время глобальными изменениями климата все больший интерес ученых и специалистов привлекает развитие системы устойчивого строительства. В частности, в такой системе строительства расширяется применение молотого доменного гранулированного шлака, предназначенного для частичной замены портландцемента в бетоне и характеризующегося экологической безопасностью .

Шлак представляет собой отход производства чугуна, в процессе выплавки которого он при выходе из доменной печи в расплавленном состоянии быстро охлаждается, а затем высушивается. Полученный при этом гранулированный материал размалывается до степени дисперсности, приблизительно равной степени дисперсности портландцемента.

Молотый доменный гранулированный шлак в основном находит применение при приготовлении товарного бетона: примерно 50 % общего объема поставок товарного бетона в Великобритании приходится на долю бетона, содержащего эту добавку. Молотый доменный гранулированный шлак находит также применение при изготовлении сборных бетонных изделий, при приготовлении бетона на строительной площадке, а также при приготовлении различных строительных растворов.

Шлак характеризуется вяжущими свойствами, при добавлении в бетон способствует развитию его прочности и пригоден для замены значительной части портландцемента в бетоне. Обычно шлак используется для замены приблизительно 50 % портландцемента, однако в ряде случаев этот показатель возрастает до 80 %.

Применение в бетоне молотого доменного гранулированного шлака дает возможность экономить природные ресурсы, расходуемые на производство цемента и бетона. Кроме того, сокращается число захоронений этого промышленного отхода.

При производстве цемента в атмосферу выбрасывается диоксид углерода, на долю которого приходится 5 % общего объема выбросов этого парникового газа в промышленности всего мира. В то же время расход энергии при производстве молотого доменного гранулированного шлака составляет примерно 20 % расхода энергии при производстве портландцемента, а выбросы диоксида углерода равны 10 % объема выбросов при производстве портландцемента. Таким образом, применение шлака в бетоне дает возможность заметно сократить его энергоемкость и одновременно уменьшить выбросы в атмосферу диоксида углерода, что вполне согласуется с концепцией устойчивого развития строительства.

В настоящее время в Великобритании Научно-исследовательской организацией по строительству (Building Research Establishment) предложена система оценки экологических свойств строительных материалов, в соответствии с которой эти свойства оцениваются в баллах: чем выше балл, тем ниже экологические свойства оцениваемого материала. По предложенной системе экологические свойства молотого доменного гранулированного шлака оценены баллом 0,47, портландцемента - баллом 4,6, т.е. использование шлака примерно в 10 раз благоприятнее для окружающей среды, чем портландцемента.

В настоящее время в Великобритании ежегодно для замены портландцемента в бетоне используется более 2 млн. т молотого доменного гранулированного шлака. При этом выбросы в атмосферу диоксида углерода сокращаются почти на 2 млн. т, что эквивалентно общему объему выбросов 500000 автомобилей в год. Расход электроэнергии сокращается на 2000 ГВт/год. Ежегодная экономия природных сырьевых материалов для приготовления бетона составляет 2,5 млн. т. Потенциальное сокращение объемов захоронений равно 2 млн. т /год.

Бетон, приготовляемый с использованием добавки молотого доменного гранулированного шлака, стоек к воздействию различных агрессивных сред. В частности он был применен при сооружении двух резервуаров, предназначенных для хранения сжиженного природного газа. Диаметр резервуаров равен 90 м, высота - 35 м.

Общий объем товарного бетона, примененного при строительстве резервуаров, составил 13400 м3. Содержание в бетоне молотого доменного гранулированного шлака достигало 66 %. Положительный опыт применения шлака при строительстве указанных объектов позволил использовать его при строительстве еще 5 резервуаров для хранения сжиженного газа.

В 2009 г. в Блекпуле предполагается завершить проект, предусматривающий укрепление берега пляжа и набережной. В этом случае используются сборные железобетонные изделия. Общий объем бетона, предназначенного для их изготовления, равен 23000 м3. Содержание в бетоне молотого доменного гранулированного шлака - 50 %. Он отличается повышенной стойкостью к воздействию содержащихся в морской воде хлоридов.

Бетон, содержащий шлак, использован также при строительстве Национального теннисного центра Великобритании в Лондоне, включающего 22 открытых и закрытых корта, а также научно-исследовательский центр спортивной медицины. Содержание шлака в бетоне, примененного в различных конструкциях на открытом воздухе и в помещениях, равнялось 55 %.

По материалам Structural Engineer. – 2007. – Vol. 85. - N 9. (англ.).