ПНИПУ: создан стройматериал из угольных отходов с повышенной водостойкостью

Исследователи Пермского Политеха совместно с коллегами из УрФУ нашли способ сделать гипсокерамзитобетон более прочным и устойчивым к влаге, одновременно снизив экологическую нагрузку от строительных отходов. Об этом "Газете.Ru" сообщили в пресс-службе университета.

Производство цемента остается одним из крупнейших источников выбросов CO₂, поэтому инженеры ищут альтернативные материалы. Одним из них считается гипсокерамзитобетон — легкий и энергоэффективный, но крайне чувствительный к воде. При намокании он может терять более 60% прочности, что ограничивает его применение.

Ученые предложили решить проблему с помощью добавления тонкомолотых горелых пород — отходов угледобычи, которые накапливаются в отвалах и загрязняют окружающую среду. Эти материалы содержат оксиды кремния, алюминия и железа и в России исчисляются миллиардами кубометров.

Исследователи измельчили породу до состояния пудры и ввели ее в состав бетона вместе с органоминеральным модификатором и высокопрочным гипсом. Затем они провели серию экспериментов с разными пропорциями компонентов.

"Пик водостойкости достигается при строго определенном соотношении ингредиентов. В этом случае формируется наиболее плотная микроструктура материала", — пояснил Виталий Шаманов, декан строительного факультета ПНИПУ, кандидат технических наук.

В результате коэффициент размягчения увеличился в 1,5 раза — то есть водостойкость материала выросла на 50% по сравнению с обычным гипсокерамзитобетоном.

Как показал анализ под микроскопом, эффект оказался не химическим, как ожидалось, а физическим. Частицы горелых пород равномерно заполнили поры материала, уплотнив его структуру.

"Они сработали как микронаполнитель, повысив плотность и устойчивость к воде", — отметил Федор Капустин, доктор технических наук, профессор, директор департамента строительного материаловедения, заведующий кафедрой "Материаловедение в строительстве" УрФУ им. первого Президента России Б.Н. Ельцина.

Новая технология имеет сразу несколько преимуществ. Она позволяет утилизировать опасные отходы, снижает углеродный след за счет отказа от цемента и не требует сложных производственных операций — добавка вводится прямо при замесе.

Разработка может использоваться для производства перегородок, теплоизоляционных плит и декоративных элементов в условиях нормальной влажности. В перспективе это позволит заменить часть традиционных материалов, одновременно улучшив экологическую ситуацию в регионах с угольными отвальными породами.