Ученые создали экологичный стройматериал из отходов угольной промышленности

Специалисты Пермского национального исследовательского политехнического университета совместно с коллегами из Уральского федерального университета разработали строительный материал из отходов угольной промышленности, обладающий повышенной водостойкостью.

Об этом сообщает пресс-служба пермского вуза. Экологичной альтернативой цементу может стать легкий и теплый гипсокерамзитобетон. Однако его ключевой недостаток — крайне низкая водостойкость: после намокания материал теряет более 60% прочности, что серьезно ограничивает его применение. Существующие методы решения этой проблемы либо слишком дороги, либо сложны в использовании.

Ученые нашли более простой и эффективный способ: они повысили водостойкость гипсокерамзитобетона на 50%, добавив в его состав тонкомолотые горелые породы — отходы, которые десятилетиями скапливаются в виде терриконов рядом со старыми шахтами. В этой породе содержится много оксидов кремния, алюминия и железа, что делает ее потенциально активным компонентом строительных смесей, сообщает ТАСС.

Исследователи собрали образцы отходов, высушили их и размололи до состояния пудры с высокой удельной поверхностью. Для достижения наилучшего эффекта они также создали специальный модификатор, который повышает пластичность смеси, снижает потребность в воде и уплотняет структуру материала. В состав легкого бетона добавили и высокопрочный гипс, усиливающий каркас материала.

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

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 не только повышает водостойкость материала, но и снижает негативное воздействие на экологию в районах их массового скопления, создавая основу для нового строительного материала.