Они находят широкое использование в дорожном строительстве, общестроительных работах при подготовке территорий, при производстве строительных материалов и изделий. Однако объемы шлаков и продуктов их переработки (щебня и гранулированного шлака), которые скапливаются у ведущих производителей металла в Украине, значительно превышают потребности традиционных потребителей в области строительства, и металлургические предприятия вынуждены искать новые направления использования шлаковой продукции.

Таким направлением может быть строительство природоохранных объектов и проведение рекультивационных работ, необходимость которых вызвана в первую очередь деятельностью предприятий горнометаллургического комплекса. Процессы добычи и переработки руды, угля, шихтовых материалов оказывают негативное влияние на все компоненты окружающей среды и приводят к глубокому изменению ландшафтов. Для территорий в местах разработки полезных ископаемых серьезным источником экологических проблем стали глубокие и обширные карьерные выемки. Проведение технического этапа рекультивации этих земель требует большого объема грунтовых материалов. Накопители хвостов обогащения полезных ископаемых, шламов газоочисток, промышленных стоков являются в настоящее время обязательными элементами комплексов очистных сооружений обогатительных и перерабатывающих предприятий. Создание емкостей накопителей требует возведения ограждающих дамб, перегораживающих плотин, защиты их откосов от ветрового воздействия, и таким образом эти объекты промышленной гидротехники являются весьма материалоемкими сооружениями.

Металлургические шлаки являются продуктом технологических процессов, переработки, а также распада сталеплавильных и доменных шлаков и представляют собой смесь крупнообломочных, песчаных, пылеватых частиц. При содержании в смеси более 50% зерен размером более 2мм материал относят в соответствии с ДСТУ Б В. 2.1-2 [12] к искусственным грунтам крупнообломочного состава, в случае преобладания в ее составе мелких частиц - к типу песчаных грунтов. К этому типу могут быть отнесены и доменные гранулированные шлаки.

По химико-минералогическому составу шлаки представляют собой сложные магниево-кальциевые системы, включающие примеси различных соединений, в том числе силикатов и оксидов железа. Соотношение CaO+MgO/SiO2+Al2O3 (модуль основности) у металлургических шлаков Украины превышает 1 и достигает в некоторых случаях величины 3,4. Шлаки активно реагируют с водой и растворенными в ней компонентами с повышением величины показателя рН и выходом в раствор некоторых шлакообразующих элементов. Процесс гидролиза идет до образования на поверхности шлаковых зерен пленки вторичных минералов, важнейшими среди которых являются карбонаты и гидросиликаты кальция. С формированием последних связана присущая шлакам, преимущественно доменного производства, способность к самоцементации (гидравлическая активность шлаков) [1, 11, 12].

Анализ данных о строительных свойствах металлургических шлаков Украины и опыта использования их в промышленных гидротехнических и других природоохранных объектах показал широкий диапазон возможностей применения их взамен естественных каменных и грунтовых материалов, а также бетонных элементов конструкций [11].

Высокие значения угла внутреннего трения (до 500 и более) как в сухом, так и в водонасыщенном состоянии, плотность укладки шлаков в сооружении, достигающая 2100кг /м3 в сухом состоянии, диапазон прочностных и деформационных характеристик материала позволяет использовать его для отсыпки упорных призм при строительстве дамб обжатого профиля.

Крупнообломочная шлаковая смесь характеризуется хорошей проницаемостью (для исследованных сталеплавильных шлаков на основании расчетных и экспериментальных данных значение коэффициента фильтрации при установившемся ламинарном режиме составляет 0,6 - 1 см/с), что позволяет проектировать из этого материала фильтрующие элементы промышленных гидротехнических сооружений.

Шлаки сталеплавильного производства обладают высокой плотностью в куске, и крупные фракции шлака или рядовая шлаковая смесь с высоким их содержанием может быть использована для устройства крепления откосов емкостей различного назначения.