«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.
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.
«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.
Комментарии:
Авторизуйтесь, чтобы оставить отзыв