Новый строительный материал из стекла и бетона оказался дешевле и прочнее

Ученые ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» (ФИЦ КНЦ CO РАН) с коллегами из СФУ разработали усовершенствованный высокопрочный стеклонаполненный бетон, состоящий на 90 % из стекольных отходов. В качестве стеклобоя использовали отходы оконного стекла. Данный композит перспективен в строительстве, отделке и реставрации зданий, где требуются максимально прочные и долговечные материалы.

Стекло в качестве наполнителя для бетонных составов обычно снижает прочность материала из-за химического взаимодействия стекла и цемента. Поэтому исследователи представили новый подход к созданию композитного стеклобетона: специалисты измельчали битое стекло. В качестве наполнителя использовались частицы стекла размером около 50–60 микрометров, полученные на шаровой мельнице. В качестве связующего элемента также использовалось стекло, но измельченное еще больше – до одного микрометра, на планетарной мельнице. Стекло содержит оксид кремния, который, вступая в химическую реакцию с добавленным оксидом кальция, формирует силикат кальция. Он и выполняет роль связующего элемента в стеклобетонном материале. Силикат кальция в качестве связующего компонента позволяет исключить цемент из состава, что значительно снижает энергозатраты и выбросы углерода при производстве строительных изделий.

Увеличение тонкости помола стекла до размера одного микрометра также позволило ученым отказаться от автоклавного отвердения при производстве стеклобетона. Автоклавная закалка значительно увеличивает стоимость и энергоемкость процесса. Ее исключение позволяет значительно сэкономить энергетические ресурсы.

Ученые провели ряд экспериментов и оптимизировали параметры процесса получения высокопрочного стеклобетонного материала. При увеличении концентрации вяжущего компонента — тонкоизмельченного стекла и оксида кальция с 20 % до 50 %, прочность стеклобетонной композиции увеличивается в 2,5 раза.

Новый композит открывает возможности для создания более прочных и устойчивых сооружений в будущем.

Результаты исследования опубликованы в журнале Buildings.

Подробнее: https://ksc.krasn.ru/news/novyy_stroitelnyy_material/