Эксперт «СГ» о новой технологии использования отходов в производстве стройматериалов

Новый способ повторного использования отходов, которые содержат оксид алюминия, для производства строительных материалов с улучшенными свойствами предложили инженеры из ФГБОУ ВО «Пермский национальный исследовательский политехнический университет». Как следует из пресс-релиза университета, они проанализировали влияние химического состава отхода на керамику, гипс и бетон. Наиболее перспективной сферой применения оказалась 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, – рассказывает доцент кафедры «Строительный инжиниринг и материаловедение» ПНИПУ, кандидат технических наук Виталий Шаманов. По его мнению, из нанотехногенного сырья в сочетании с обычными глинами можно получить кирпичи более высоких по прочности и морозостойкости марок, что позволит уменьшить толщину стен современных «высоток», а также сократить время и снизить стоимость строительства. Такая керамика долговечна, стойка ко многим агрессивным средам, обладает высокими физико-механическими характеристиками и безопасна для окружающей среды.

Однако не все ученые разделяют оптимизм участников начавшихся в Перми исследований. Ознакомившийся по просьбе «СГ» с пресс-релизом ПНИПУ кандидат технических наук, профессор, генеральный директор ООО «НИИКЕРАМ» Владимир Езерский не согласен с утверждением о том, что модифицированный материал позволит снизить затраты при строительстве высотных зданий. Он основывается на том, что для высотных зданий кирпич как несущий материал практически уже не используется. Ранее СНиП для 9-ти этажных зданий требовал применять кирпич не ниже М150, а в настоящее время современные заводы на основе глины и без модифицированных добавок производят кирпич М200-300.

Сомневается Владимир Езерский и в том, что при обжиге «обновленной» керамики частицы отходов «встраиваются» в нее и уплотняют структуру. Здесь важен химический состав отходов. Если они содержит лигнин, то создают дополнительную пористость за счет высокого содержания летучих веществ. Если отходы с содержанием алюминия, то могут и уплотнять, но это далеко не факт. Вот что рассказал ученый в подтверждение своих слов: «35 лет назад мы проверили добавку отходов производства из Татарстана с повышенным содержанием гидроксида алюминия (гиббсита). Получили прочность кирпича (не лабораторных образцов) более 40 МПа. Дальнейшие исследования показали, что в этих отходах повышенное содержание оксидов и карбонатов щелочных и щелочноземельных металлов. Именно они оказались причиной повышения прочности кирпича. Кроме этого детальное исследование показало, что при разложении некоторых соединений, они полетят в трубу и далее… Аналогичные исследования в то же время были проведены с отходами из Беларуси, результат похожий».

СПРАВОЧНО

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.

Алексей Торба

«Строительная газета», 27 марта 2020 г.