Молодой ученый из Пермского Политеха придумал, как создать долговечные керамические кирпичи из промышленных отходов. Модифицированный материал позволит снизить затраты при строительстве высотных зданий. Развивать технологию эксперт планирует на средства гранта Президента РФ.
— В Пермском крае каждый год образуется около 40 млн тонн отходов производства и потребления различных классов опасности. Если вовремя их не утилизировать, то вред для окружающей среды будет как от последствий аварии, — рассказывает доцент кафедры «Строительный инжиниринг и материаловедение» ПНИПУ, кандидат технических наук Виталий Шаманов.
Сейчас в России повторно используют только 10 % техногенного сырья. Эксперты со строительного факультета Пермского Политеха предложили эффективный способ повторного использования отходов, которые содержат оксид алюминия, для производства строительных материалов с улучшенными свойствами. Они проанализировали влияние химического состава отхода на керамику, гипс и бетон.
Наиболее перспективной сферой применения стала эффективная строительная керамика, которую ученые модифицировали с помощью органических и минеральных веществ. Для этого они исследовали глину Таушинского месторождения Пермского края, отходы с содержанием алюминия и лигнин, который образуется при переработке древесины. Исследователи провели многофакторный эксперимент и математически рассчитали оптимальное содержание компонентов и температуру, при которой нужно обжигать керамические изделия.
— Микроструктурный анализ «обновленной» керамики показал, что при обжиге частицы отхода «встраиваются» в нее и уплотняют структуру. В модифицированном керамическом черепке образуются кристаллы муллита – минерала, который повышает прочность керамики и делает ее огнеупорной, — говорит ученый.
Из нанотехногенного сырья в сочетании с обычными глинами можно получить кирпичи более высоких по прочности и морозостойкости марок. Это позволит уменьшить толщину стен современных «высоток», а также сократить время и снизить стоимость строительства. Керамика долговечна, стойка ко многим агрессивным средам, обладает высокими физико-механическими характеристиками и безопасна для окружающей среды.
Отходы с содержанием алюминия — перспективное сырье для производства стекла, минеральной ваты, бетона, цемента, огнеупоров, строительных растворов и смесей, считают исследователи.
На разработку технологии молодой ученый получил финансирование в размере 1,2 млн рублей. Проект длится 2 года.
Для справки:
Лигнин — сложное безуглеводное вещество, которое встречается в древесных тканях растений, часто в соединении с целлюлозой. Оно укрепляет стенки клетки, помогая сопротивляться сжатию и напряжению, придает древесине прочность.
Муллит — минерал из класса силикатов, устойчив к высоким температурам. В природе он встречается редко. Муллит — важный компонент искусственных технических продуктов: например, входит в состав фарфора, глиноземистого огнеупора.