В Белгороде создали новый "программируемый" цемент

Современная строительная отрасль все активнее ищет экологичные и технологичные решения, которые позволяют одновременно снижать нагрузку на окружающую среду и улучшать свойства материалов.

Одним из таких направлений становятся новые виды вяжущих веществ, способные заменить традиционный цемент. МОСКВА, 29 июн – РИА Новости. Новый состав цемента с добавлением отходов пищевой промышленности предложили ученые НИУ «БелГУ» совместно с коллегами из БГТУ им. В.Г. Шухова. Как сообщили РИА Новости в пресс-службе НИУ «БелГУ», использование побочного продукта производства лимонной кислоты дает возможность «тонко настраивать» материал по времени твердения, что особенно важно при разных строительных задачах.

По словам исследователей, такая разработка может быть востребована там, где необходимо управлять скоростью схватывания смеси: от ускоренного набора прочности до более длительного сохранения пластичности. Современная альтернатива цементу — это так называемые шлакощелочные связующие, которые изготавливают на основе отходов металлургической промышленности или продуктов сжигания твердого топлива. Эти материалы рассматриваются как перспективные, поскольку позволяют использовать вторичное сырье, уменьшать объем промышленных отходов и создавать строительные смеси с заданными характеристиками.

Кроме того, подобные исследования особенно актуальны на фоне растущего интереса к «зеленым» технологиям в строительстве. Применение отходов пищевой и тяжелой промышленности в одном составе открывает путь к более экономичным и устойчивым строительным решениям. Ученые отмечают, что дальнейшая работа в этом направлении может привести к появлению новых рецептур, которые будут не только безопаснее для экологии, но и удобнее в практическом использовании на стройплощадке.

Переписанный текст:

Однако, в отличие от привычного строительного портландцемента, подобные составы отличаются высокой непредсказуемостью в процессе твердения: в одних случаях смесь может схватываться буквально за несколько минут, а в других — сохранять пластичность на протяжении многих часов, отметил один из авторов разработки, заведующий лабораторией физико-химических методов исследования растений Национального исследовательского университета «БелГУ» Иван Никулин. Такая особенность делает альтернативные цементные материалы одновременно перспективными и сложными для практического применения, поскольку строителям важно точно понимать, когда смесь начнет набирать прочность. Исследователи БелГУ установили, что регулировать время застывания такого цемента можно с помощью цитрогипса — побочного продукта, образующегося при производстве лимонной кислоты. Этот компонент широко применяется в пищевой промышленности как регулятор вкуса и консервант, в том числе в составе лимонадов, майонеза и различных маринадов. По словам ученых, добавление цитрогипса позволяет «программировать» сроки отверждения материала, что открывает новые возможности для создания более управляемых и технологичных строительных смесей.

По словам Ивана Никулина, сегодня этот многотоннажный побочный продукт чаще всего направляют либо на переработку в сульфат аммония, который затем используется в составе минеральных удобрений, либо в мел, востребованный в медицине, при выпуске зубных паст и в целлюлозно-бумажной промышленности. Однако предлагаемый ими подход отличается: вместо дополнительной химической обработки цитрогипса его планируется применять в исходном виде, без лишних технологических операций. Такой вариант позволяет упростить процесс и снизить затраты на подготовку сырья.

Специалист отметил, что разработка уже достигла уровня, позволяющего внедрять ее в промышленное производство. Кроме того, материал может использоваться при выпуске бетонных и растворных смесей, для которых можно заранее прогнозировать сроки твердения, что особенно важно для строительной отрасли.

Таким образом, новая технология открывает возможности более рационального использования отходов и расширяет сферу применения цитрогипса. В перспективе это может повысить экономическую эффективность производства и одновременно сократить объемы переработки побочных продуктов.

Современные исследования в области строительных материалов позволяют создавать составы с заранее заданными свойствами, что особенно важно для повышения качества и удобства их применения. Нами разработано шлакощелочное вяжущее, которое дает возможность «программировать» сроки схватывания и более точно управлять технологическим процессом. Так, начало схватывания сокращается на 39,7–51%, а конец схватывания — на 12,5–27% по сравнению с составом без добавки цитрогипса. Получаемый материал демонстрирует прочность на сжатие на уровне 28,7–32,8 мегапаскаля, что соответствует портландцементу третьего класса прочности. По словам Никулина, такой показатель открывает перспективы для использования нового стройматериала при изготовлении штукатурных смесей, тротуарной плитки, а также лестничных маршей. Кроме того, подобные разработки могут стать основой для создания более экологичных и экономически эффективных строительных решений в будущем.

Данное исследование было реализовано при поддержке Министерства высшего образования и науки Российской Федерации, что подчеркивает его научную значимость и актуальность. В ходе работы были получены результаты, представляющие интерес для дальнейшего развития прикладных и теоретических направлений. Разработка прошла официальную правовую защиту и получила патент на территории России, что подтверждает ее новизну, оригинальность и практическую ценность. Такие достижения создают прочную основу для дальнейшего внедрения проекта в профессиональную среду и возможного расширения его применения в будущем.

Источник и фото - ria.ru