Технологию получения высокопрочного бетона на основе отходов промышленного и бытового стекла, содержание которого в композите достигает 90%, разработали сибирские ученые, 14 сентября сообщает пресс-служба Красноярского научного центра (КНЦ) СО РАН.

Усовершенствованный высокопрочный стеклонаполненный бетон, технологию производства которого разработал коллектив ученых КНЦ СО РАН и Сибирского федерального университета, дешевле и прочнее своих аналогов, а также снижает остроту проблемы утилизации неразлагаемых и вредных (вопреки существующему заблуждению) промышленных и бытовых отходов стекла, ежегодно образующихся в мире в огромном количестве.

Ученые при производстве образцов стеклонаполненного бетона в процессе разработки технологии использовали отходы оконного стекла. Обычно добавка стекла в качестве наполнителя для бетона снижает его прочность вследствие химического взаимодействия стекла и цемента. Чтобы избежать этого, ученые разработали новый подход к созданию композита.

Они измельчали битое стекло с помощью шаровой мельницы до получения микрочастиц размером 50–60 микрометров, а в качестве связующего элемента использовали стекло, измельченное на планетарной мельнице до одного микрометра.

Содержащийся в стекле оксид кремния вступал в химическую реакцию с добавленным оксидом кальция, образуя силикат кальция, который и служил в конечном итоге связующим элементом в новом стеклобетонном композите.

Использование полученного силиката кальция в качестве связующего компонента нового материала позволило исключить из его состава цемент, значительно снизив при этом энергозатраты и выбросы углерода при производстве строительных изделий.

Помол стекла до размера одного микрометра позволил исследователям также отказаться от применяемого при производстве обычного стеклобетона автоклавного отвердения, которое значительно увеличивает стоимость и энергоемкость производства материала.

В процессе исследования предложенной технологии ученые провели ряд экспериментов, результаты которых позволили им оптимизировать параметры процесса. Они установили, что увеличение концентрации вяжущего компонента — тонкоизмельченного стекла и оксида кальция с 20 до 50%, приводит к возрастанию прочности стеклобетона в 2,5 раза.

Результаты исследования новой технологии разработчики представили в статье «Высокопрочный строительный материал на основе стеклобетонного вяжущего компонента, получаемого методом механической активации», опубликованной в журнале Buildings.

Научный сотрудник КНЦ СО РАН, кандидат технических наук Сергей Добросмыслов рассказал о проделанной коллективом работе:

«Мы разработали высокопрочный строительный материал на основе промышленных и бытовых отходов стекла. Использование отходов при производстве материалов позволит снизить как техногенную нагрузку на окружающую среду, так и себестоимость готовой продукции. Использование отходов в 2–3 раза дешевле природного сырья. Новый композит открывает возможности для создания более прочных и устойчивых сооружений в будущем».

Созданный красноярскими учеными новый строительный материал может применяться в строительстве, отделке и реставрации зданий там, где требуются максимально прочные и долговечные материалы.