№83-3

Оцінка якості відсівів щебеневої сировини у породних відвалах

О.В. Олійник¹ https://orcid.org/0009-0004-8988-8612

¹Державний університет «Житомирська політехніка», Житомир, Україна

Coll.res.pap.nat.min.univ. 2025, 83:37–44

Full text (PDF)

АНОТАЦІЯ

Мета. Оцінка якості відсівів щебеневої сировини, що накопичені у породних відвалах трьох каменевидобувних підприємств, для визначення їхнього ресурсного потенціалу та наукового обґрунтування найбільш раціональних напрямів переробки.

Методика. Оцінка здійснюється шляхом відбору усереднених проб методом конвертування з різних горизонтів відвалу для забезпечення репрезентативності. Лабораторні дослідження включали визначення ключових фізико-механічних та хіміко-мінералогічних показників. Зокрема, для встановлення гранулометричного складу застосовано ситовий аналіз, а хімічний склад визначено за допомогою високоточного рентгенофлуоресцентного аналізу (РФА). Особлива увага приділялася вмісту критичних фракцій та основних оксидів.

Результати. За результатами досліджень встановлені наступні значення зразків: вміст дрібної фракції (0–0,63 мм) у досліджених зразках стабільно високий і варіюється від 29,2% до 32,1% за масою, що значно перевищує гранично допустимі норми (3–5%) для дрібного заповнювача бетонів (ДСТУ Б В.2.7-30:2013). Це є критичним обмежуючим фактором для прямого використання відсівів у традиційних будівельних матеріалах. З іншого боку, хімічний склад підтверджує, що матеріал є якісною алюмосилікатною сировиною, де домінує SiO₂ (понад 70%) та Al₂O₃ (14–15%). Такий склад є ідеальним для отримання активних в'яжучих.

Наукова новизна. Вперше для відсівів щебеневої сировини, накопичених у породних відвалах досліджуваних родовищ, кількісно встановлені та документовані ключові фізико-механічні та хіміко-мінералогічні показники, які визначають їхній ресурсний потенціал. Кількісно підтверджений критичний обмежуючий фактор – надлишок дрібнодисперсних частинок (фракція 0-0,63 мм) (29,2–32,1%), що унеможливлює пряме застосування відсівів як традиційного заповнювача без попереднього збагачення. Науково обґрунтовано, що невідповідність фізичних властивостей традиційним стандартам (для бетону та асфальтобетону) не виключає, а навпаки, відкриває можливість його застосування як активного алюмосилікатного прекурсора (з високим вмістом SiO₂ та Al₂O₃) для синтезу інноваційних геополімерних композицій.

Практична значимість. Отримані дані розрахунку гранулометричного та хімічного складу дозволяють науково обґрунтувати необхідність збагачення (промивки) відсівів для їх використання у традиційній будівельній галузі, що підвищить якість кінцевого продукту. Крім того, на основі встановленого хімічного складу та високої реакційної здатності обґрунтовано можливість розробити технологічні регламенти для прямого залучення відсівів (без складного збагачення) у виробництво інноваційних геополімерних в’яжучих, що сприятиме зниженню техногенного навантаження та економії природної сировини.

Ключові слова: фізико-механічні властивості, відсіви дроблення, гранулометричний склад, вторинна сировина, алюмосилікатна сировина, техногенні відходи.

Перелік посилань

1. Пономарьов, К. С., Пономарьова, С. Д., Юрченко, В. О., & Строгіна, Т. С. (2020). Дослідження дисперсного складу пилу підприємств з виробництва сухих будівельних сумішей. Науковий вісник будівництва, 102(4), 212–217. https://doi.org/10.29295/2311-7257-2020-102-4-212-217

2. Житковський, В. В. (2013). Використання відходів збагачення гранітного відсіву при виготовленні вібропресованих бетонних виробів. Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі та споруди, (26), 151–156.

3. Башинський, С. І., Котенко, В. В., Скиба, Г. В., Колодій, М. А., & Остафійчук, Н. М. (2020). Удосконалення методики оцінки придатності використання будівельного піску як сировини для інших галузей промисловості. Технічна інженерія, (1(85)), 191–200. https://doi.org/10.26642/ten-2020-1(85)-191-200

4. Шамрай, В. І., Мельник-Шамрай, В. В., Темченко, А. Г., Махно, А. М., & Ігнатюк, Р. М. (2023). Дослідження якісних властивостей відходів каменевидобування та каменеобробки з метою їх використання як сировини для виготовлення геополімерного бетону. Технічна інженерія, 1(91), 385–397. https://doi.org/10.26642/ten-2023-1(91)-385-397

5. Shamrai, V., Leonets, I., Melnyk-Shamrai, V., Patseva, I., & Naumov, Y. (2024). Reuse of stone working enterprise slurry in geopolymer and concrete products. Mining of Mineral Deposits, 18(4), 10–17. https://doi.org/10.33271/mining18.04.010

6. Balabanov, M. S., & Chiknovoryan, A. G. (2023). Study of enrichment of sand for construction works with screening of rocks crushing. Urban construction and architecture, 13(3), 50–58. https://doi.org/10.17673/Vestnik.2023.03.07

7. Gorbunov, F., Berdnikova, L., Bulgakov, V., Fadina, A., & Lapin, A. (2021). The use of screening of crushed granite stone for the production of building materials. MATEC Web of Conferences, 340, 01004. https://doi.org/10.1051/matecconf/202134001004

8. Макаренко, В., Гоц, В., Хомутецька, Т., Макаренко, Ю., Аргатенко, Т., Прибитько, І., & Панченко, О. (2021). Карбонізація бетону і корозія арматури залізобетонних конструкцій підземних каналізаційниих систем. Проблеми водопостачання, водовідведення та гідравліки, (37), 47–56. https://doi.org/10.32347/2524-0021.2021.37.47-56

9. Müller, C. (2023). How standards support sustainability of cement and concrete in Europe. Cement and Concrete Research, 173, 107288. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2023.107288

10. Tran, V. Q., Dang, V. Q., & Ho, L. S. (2022). Evaluating compressive strength of concrete made with recycled concrete aggregates using machine learning approach. Construction and Building Materials, 323, 126578. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2022.126578

11. Matsimbe, J., Dinka, M., Olukanni, D., & Musonda, I. (2022). Geopolymer: A systematic review of methodologies. Materials, 15(19), 6852. https://doi.org/10.3390/ma15196852

12. Luhar, I., & Luhar, S. (2022). A comprehensive review on fly ash-based geopolymer. Journal of Composites Science, 6(8), 219. https://doi.org/10.3390/jcs6080219

дата першого надходження статті до видання – 03.10.2025
дата прийняття до друку статті після рецензування – 07.11.2025
дата публікації (оприлюднення) – 29.12.2025