Ученый из Пермского Политеха придумал, как создать долговечные керамические изделия из промышленных отходов. Модифицированный материал позволит снизить затраты при строительстве высотных зданий.
Развивать технологию эксперт планирует на средства гранта Президента РФ.
«В Пермском крае каждый год образуется около 40 миллионов тонн отходов производства и потребления различных классов опасности. Если вовремя их не утилизировать, то вред для окружающей среды будет как от последствий аварии», – рассказывает доцент кафедры «Строительный инжиниринг и материаловедение» ПНИПУ, кандидат технических наук Виталий Шаманов.
Сейчас в России повторно используют только 10 процентов техногенного сырья. Эксперты строительного факультета Пермского Политеха предложили эффективный способ повторного использования отходов, которые содержит оксид алюминия, для производства строительных материалов с улучшенными свойствами. Они проанализировали влияние химического состава отхода на керамику, гипс и бетон.
Предварительная термическая обработка отхода в печи для обжига при температуре 600 градусов / ©Пресс-служба ПНИПУ Наиболее перспективной сферой применения стала 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.
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.
Эксперты изучили, как изменяется водопоглощение, воздушная и огневая усадки от температуры обжига, количества лигнина и отхода с алюминием. В результате проведения многофакторного эксперимента они получили оптимальный состав керамической шихты: 70,7% глины, 5,8% лигнина и 23,5% отхода с алюминием, который по характеристикам превосходит традиционный кирпич.
Проведение механических испытаний керамических материалов на гидравлическом прессе / ©Пресс-служба ПНИПУ «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», – говорит ученый.
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.
Из нанотехногенного сырья в сочетании с обычными глинами можно получить кирпичи более высоких по прочности и морозостойкости марок. Это позволит уменьшить толщину стен современных «высоток», а также сократить время и снизить стоимость строительства. Керамика долговечна, стойка ко многим агрессивным средам, обладает высокими физико-механическими характеристиками и безопасна для окружающей среды.
Отходы с содержанием алюминия – перспективное сырье для производства стекла, минеральной ваты, бетона, цемента, огнеупоров, строительных растворов и смесей, считают исследователи. На разработку технологии молодой ученый получил финансирование в размере 1,2 миллиона рублей.
Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Пермский национальный исследовательский политехнический университет (национальный исследовательский, прошлые названия: Пермский политехнический институт, Пермский государственный технический университет) — технический ВУЗ Российской Федерации. Основан в 1960 году как Пермский политехнический институт (ППИ), в результате объединения Пермского горного института (организованного в 1953 году) с Вечерним машиностроительным институтом. В 1992 году ППИ в числе первых политехнических вузов России получил статус технического университета.
Скопировать ссылку