Охрана окружающей среды - одна из самых важных проблем промышленности. В связи с ухудшением экологии местности и значительными материальными затратами на складирование отходов горнометаллургических предприятий (отвальных шлаков) исследования по возможности их использования в различных строительных материалах имеют большое практическое значение.

В настоящее время в промышленности строительных материалов накоплен определенный опыт эффективного использования отходов и попутных продуктов различных отраслей народного хозяйства, широкое применение которых не только увеличит сырьевые ресурсы строительных материалов, уменьшит капитальные вложения на строительство предприятий, но и позволит ликвидировать значительные непроизводственные затраты на сооружение и эксплуатацию отвалохранилищ, очистных сооружений и т.д. Кроме этого, использование отходов позволит расширить ассортимент строительных материалов и изделий.

Металлургические шлаки уносят в отвал более 1200 кДж/кг, огромные средства расходуются на содержание отвалов, т.к. на Оскольском электрометаллургическом комбинате ежегодно попадает в отвал более 360 тыс. тонн шлака.

Анализ литературных данных показал, что металлургические шлаки являются продуктом плавления флюсующих пород (обычно известняков или извести), облегчающих плавку металлов и извлекающих  из них вредные примеси [1]. В зависимости от химического состава  и условий охлаждения кристаллические шлаки могут содержать силикаты кальция в виде различных модификаций белита, ранкинит, псевдоволластонит, мелилит, оксид магния, железосодержащие минералы и могут быть в свободном состоянии оксиды и гидроксиды кальция и магния. Содержание белитовой фазы в шлаках колеблется от 30 до 60%, что  делает их весьма перспективным сырьем для производства строительных материалов. На основе таких шлаков можно получить строительные материалы высокого качества при меньших энергозатратах.

Рентгенофазовый анализ показал наличие в шлаке ОЭМК:γ-модификации C₂S, MgO, Fe₂O₃, FeO, SiO₂  и частично неразложившийся СаСО₃. По модулю основности шлак является высокоосновным. Химический состав шлака приведен в табл.1. Данный шлак преимущественно состоит из рассыпавшейся белитовой фракции (содержание γ- C₂S=60%). В естественных условиях твердения γ- форма C₂S является инертной. MgO в шлаках представлен в основном периклазом, при автоклавной обработке дает значительное увеличение объема. Ускорить процесс гидратации этих фаз можно, используя активизаторы твердения, в частности щелочи. В качестве такой добавки можно использовать пыль вращающихся печей цементных заводов с высоким содержанием щелочей.

При исследовании пыли электрофильтров вращающихся печей ЗАО «Белгородский цемент» обнаружено в ней повышенное содержание щелочей КСl, К₃Na(SО₄)₂, а также  небольшое количество СаСО₃, SiО₂.  Пыль поля №3 ЗАО «Белгородский цемент» отличается от предыдущих проб повышенными дисперсностью  (S_уд =243 м²/кг)  и содержанием растворимых соединений до 72,5 %.

Таблица 1
Химический состав исходных материалов

При исследовании  влияния цементной пыли на активность шлака в составе известково-песчаного вяжущего шлак предварительно измельчали до  S_уд=498,2 м²/кг. Образцы пластического формования автоклавировали при Т=175 оС по режиму 2–6–2 часа. При введении пыли в шлак (состав 7, см. табл.2) автоклавированные образцы не испытывали неравномерность изменения объема, прочность при сжатии образцов составила 6,7 МПа. Следовательно, цементная пыль активизирует гидратацию основных компонентов шлака.