XVIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2026

Введение

В условиях растущего антропогенного воздействия на окружающую среду и истощения природных ресурсов особую актуальность приобретает концепция циркулярной экономики, предполагающая максимальное вовлечение вторичных материальных ресурсов в производственный цикл. Строительная отрасль, являясь одним из крупнейших потребителей сырья, обладает значительным потенциалом для внедрения принципов рециклинга, особенно в сегменте отделочных материалов.

Цель исследования — систематизация современных знаний о материалах на основе вторичных ресурсов для отделочных работ, анализ их свойств и перспектив применения.

Задачи исследования:

• классифицировать основные виды вторичных ресурсов, пригодных для производства отделочных материалов;

• проанализировать технологические особенности получения отделочных материалов из вторичного сырья;

• оценить эксплуатационные характеристики и экологические преимущества таких материалов;

• определить перспективные направления развития отрасли.

Основная часть

Классификация вторичных ресурсов для производства отделочных материалов

На современном этапе развития технологий переработки выделяют следующие основные группы вторичных ресурсов, применяемых в производстве отделочных материалов:

1. Отходы горнодобывающей и обогатительной промышленности (хвосты обогащения, шлаки, золы уноса) — служат наполнителями и связующими в производстве декоративных бетонов, штукатурных смесей, облицовочной плитки.

2. Строительные отходы (битый кирпич, бетон, керамика, стекло) — используются для создания декоративных заполнителей, мозаичных покрытий, терраццо.

3. Промышленные побочные продукты (доменные шлаки, фосфогипс, красный шлам) — применяются в производстве стеновых панелей, акустических плит, напольных покрытий.

4. Отходы деревообработки (опилки, стружка, щепа) — служат основой для древесно-полимерных композитов, декоративных панелей, звукоизоляционных материалов.

5. Полимерные отходы (ПЭТ, ПВХ, ПЭ) — используются при создании облицовочных панелей, плинтусов, декоративных элементов.

6. Текстильные отходы — применяются в производстве акустических и теплоизоляционных отделочных материалов.

Технологические аспекты производства

Современные технологии переработки вторичных ресурсов в отделочные материалы базируются на следующих принципах:

• Механическая активация — измельчение и модификация поверхности частиц для повышения реакционной способности и адгезии.

• Гидротермальная обработка — синтез новых фаз при повышенных температурах и давлениях.

• Композиционное материаловедение — сочетание различных видов вторичного сырья с полимерными и минеральными связующими.

• Модифицирование добавками — введение пластификаторов, ускорителей твердения, пигментов для улучшения эксплуатационных характеристик.

Ключевым технологическим вызовом остаётся обеспечение стабильного качества продукции при вариативности состава вторичного сырья. Для этого применяются:

• системы входного контроля сырья;

• автоматизированные линии дозирования;

• методы онлайн-мониторинга свойств материалов.

Эксплуатационные характеристики

Отделочные материалы на основе вторичных ресурсов демонстрируют комплекс свойств, сопоставимых с традиционными аналогами:

• Прочность. Композиты с минеральными наполнителями достигают прочности на сжатие , что соответствует требованиям к облицовочным материалам.

• Износостойкость. Полимер-минеральные композиции показывают стойкость к истиранию на уровне .

• Теплопроводность. Материалы с пористой структурой (на основе зол, шлаков) имеют коэффициент теплопроводности 0{,}2{-}0{,}6\ \text{Вт/(м·К)}.

• Звукопоглощение. Пористые композиты на основе текстильных и древесных отходов достигают индекса звукопоглощения .

• Огнестойкость. Минеральные композиции относятся к классу негорючих материалов (НГ).

Экологические и экономические преимущества

Использование вторичных ресурсов в производстве отделочных материалов обеспечивает:

• сокращение объёмов отходов на полигонах на ;

• снижение энергозатрат на производство на за счёт исключения этапов добычи и первичной переработки сырья;

• уменьшение углеродного следа на по сравнению с аналогами из первичного сырья;

• экономию природных ресурсов (песка, глины, древесины) на .

Экономическая эффективность достигается за счёт:

• снижения себестоимости сырья на ;

• получения налоговых льгот и субсидий для предприятий, реализующих принципы циркулярной экономики;

• формирования новых рыночных сегментов экоматериалов с премиальной стоимостью.

Перспективные направления развития

Анализ современных тенденций позволяет выделить следующие перспективные направления:

1. Наноструктурирование вторичных материалов — модификация поверхности частиц наноразмерными добавками для повышения адгезии и прочности.

2. Биомиметические технологии — создание композитов с архитектурой природных материалов (например, перламутра или древесины).

3. Аддитивное производство — 3D-печать отделочных элементов из вторичных полимеров и минеральных композиций.

4. Умные материалы — интеграция сенсоров и функциональных компонентов в отделочные покрытия на основе рециклированного сырья.

5. Цифровизация рециклинга — применение ИИ для оптимизации состава и свойств материалов из неоднородного вторичного сырья.

Заключение

Материалы на основе вторичных ресурсов представляют собой стратегическое направление развития отделочной индустрии, сочетающее экологическую устойчивость и экономическую эффективность. Современные технологии позволяют создавать конкурентоспособные продукты с регулируемыми свойствами, отвечающие требованиям строительной отрасли. Ключевыми факторами дальнейшего прогресса являются:

• совершенствование методов переработки неоднородного вторичного сырья;

• разработка стандартов качества для материалов на основе рециклированных компонентов;

• расширение государственной поддержки циркулярных инициатив в строительстве;

• повышение осведомлённости потребителей о преимуществах экоматериалов.

Внедрение таких материалов способствует достижению целей устойчивого развития, снижению антропогенной нагрузки на экосистемы и формированию замкнутых материальных циклов в строительной отрасли.

Список литературы

1. ГОСТ 30772-2001. Ресурсосбережение. Обращение с отходами. Термины и определения. — М.: Стандартинформ, 2002. — 24 с.

2. ГОСТ Р 54098-2010. Ресурсосбережение. Вторичные материальные ресурсы. Термины и определения. — М.: Стандартинформ, 2011. — 32 с.

3. Алфёров, И. В. Переработка строительных отходов: технологии и оборудование / И. В. Алфёров, А. С. Горшков. — СПб.: Политехника, 2021. — 184 с. — ISBN 978-5-7325-1175-1.

4. Баженов, Ю. М. Технология бетона / Ю. М. Баженов. — М.: АСВ, 2020. — 528 с. — ISBN 978-5-4323-0354-4.

5. Горшкова, Л. В. Экологические аспекты использования вторичных ресурсов в строительстве / Л. В. Горшкова // Экология и промышленность России. — Newton: 2022. — № 5. — С. 48–53. — DOI: 10.18412/1816-0395-2022-5-48-53.

6. Иванов, А. А. Современные композиционные материалы на основе вторичного сырья / А. А. Иванов, Е. П. Петрова // Строительные материалы. — 2023. — № 3. — С. 12–18. — ISSN 0579-2901.

7. Ковалёв, В. В. Циркулярная экономика в строительстве: мировые тренды и российский опыт / В. В. Ковалёв, Н. С. Смирнова // Экономика строительства. — 2024. — № 1. — С. 56–64. — ISSN 2686-8350.

8. Луценко, А. Н. Технологии рециклинга полимерных отходов в производстве строительных материалов / А. Н. Луценко // Вестник МГСУ. — 2023. — Т. 18, № 4. — С. 456–467. — DOI: 10.22227/1997-0935.2023.4.456-467.

9. Сидорова, М. И. Эколого-экономические аспекты применения вторичных ресурсов в отделочных материалах / М. И. Сидорова // Экологический вестник России. — 2022.