Российские ученые создали прочный бетон на основе стекольного помола, полученного из стекломусора. Изделие экологично, поможет избавиться от отходов и повысит качество строительства.
Ученые из ФИЦ "Красноярский научный центр СО РАН" и СФУ разработали новый тип бетона, который состоит на 90% из переработанных промышленных и бытовых стекловых отходов. Инновационный материал не только дешевле и прочнее существующих аналогов, но также способствует сокращению негативного воздействия на окружающую среду, связанного с накоплением стекольных отходов. Результаты исследования опубликованы в журнале Buildings.
Использование отходов в производстве материалов позволяет снизить затраты на производство готовой продукции. Кроме того, переработанный мусор обходится в два-три раза дешевле, чем природное сырье. Создание этого нового композитного материала раскрывает потенциал для будущего строительства более прочных и устойчивых сооружений, сообщили в Центре РАН.
Ученым удалось избежать потери прочности материала из-за нюансов химического взаимодействия между стеклом и цементом. Для этого битое оконное стекло измельчили до частиц размером приблизительно 50-60 микрометров и использовали стекло, измельченное до размеров всего одного микрометра в качесьве связующего элемента. В ходе экспериментов по оптимизации производства было выяснено, что увеличение концентрации тонкоизмельченного стекла и оксида кальция с 20% до 50% приводит к увеличению прочности стеклобетонной композиции в 2,5 раза.
Специалисты объяснили, что стекло содержит оксид кремния, который при взаимодействии с добавленным оксидом кальция образует силикат кальция. Последнее вещество выполняет роль связующего компонента в составе стеклобетонного материала. Использование силиката кальция в качестве связующего элемента позволяет исключить цемент из композиции, что приводит к значительному снижению энергозатрат и выбросов углерода в процессе производства строительных изделий.
Увеличение тонкости измельчения стекла до одного микрометра также позволило ученым избежать использования автоклавного отвердения при производстве стеклобетона. Этот процесс значительно увеличивает затраты и энергопотребление, а его отсутствие позволяет сэкономить значительное количество энергетических ресурсов.
Фото: Jilbert Ebrahimi / Unsplash.com
