На Урале создали экологичный стройматериал из отходов угольной промышленности

Экологичный строительный материал из отходов угольной промышленности с повышенной водостойкостью создали ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) совместно с коллегами из Уральского федерального университета (УрФУ). Об этом сообщает пресс-служба пермского вуза.

«Экологичной альтернативой производству цемента может стать легкий и теплый гипсокерамзитобетон. Однако его ключевой недостаток — крайне низкая водостойкость: пропитавшись водой, материал теряет более 60% прочности, что ограничивает его применение. Существующие методы повышения коэффициента размягчения либо слишком дороги, либо сложны в применении. Решение предложили ученые Пермского политеха и УрФУ. Они повысили водостойкость гипсокерамзитобетона на 50%, добавив в его состав тонкомолотые горелые породы, и тем самым предложили способ снизить их негативное влияние на экологию», — рассказали в ПНИПУ.

Как рассказали в вузе, ключевым компонентом нового стройматериала стала перемолотая в пудру красноватая земля, которая десятилетиями лежит в виде холмов-терриконов рядом со старыми шахтами. В ее составе много оксидов кремния, алюминия и железа, что придает ей потенциальную способность взаимодействовать с другими компонентами смеси. Находясь на поверхности, она наносит вред окружающей среде. Ученые собрали образцы этих отходов, высушили их и размололи до состояния пудры с высокой удельной поверхностью. Для достижения наилучшего эффекта исследователи создали модификатор, который повышает пластичность смеси, снижает потребность в воде и повышает плотность структуры. В состав легкого бетона добавили и высокопрочный гипс, который существенно усиливает каркас материала.

«После анализа массива данных со всех экспериментов вычислительная модель определила, что пик водостойкости достигается при соотношении компонентов: 400 кг обычного гипса, 200 — высокопрочного, 125 — горелой породы и 2,4 кг пластификатора на кубометр. Именно при этих пропорциях формируется наиболее водостойкая и плотная микроструктура материала», — рассказал декан строительного факультета ПНИПУ, кандидат технических наук Виталий Шаманов.

Оптимальный состав, подобранный с помощью математического моделирования, позволил увеличить коэффициент размягчения в 1,5 раза по сравнению с обычным гипсокерамзитобетоном.

Как отметили в Пермском политехе, использование техногенных отходов повышает водостойкость и снижает негативное влияние на экологическую обстановку в районе их массового размещения, создавая основу для нового строительного материала.