В НГУ создали новый экологичный строительный материал
Команда исследователей из НГУ создала новый экологичный строительный материал, который в перспективе может заменить традиционный цемент. Уже готовы первые опытные образцы, в планах — запустить промышленное производство нового материала. Проект под руководством аспиранта Геолого-геофизического факультета (ГГФ) НГУ Степана Денисова «Разработка однокомпонентного вяжущего материала на основе промышленного отхода золошлаков» стал победителем федерального конкурса «Студенческий стартап», объем предоставляемой поддержки на ближайший год составит 1 млн рублей.
Уникальность проекта состоит в том, что новый строительный материал полностью изготавливается из промышленных отходов, а именно золошлаков — это то, что образуется при сжигании твёрдого топлива (угля, торфа, сланцев) на тепловых электростанциях, котельных и других промышленных установках. Таким образом, отходы, которые годами копились на свалках и загрязняли окружающую среду, превращаются в полезный и качественный продукт для строительства.
— Идея проекта родилась на стыке двух больших проблем. Во-первых, это проблема отходов: в России только золошлаковых отходов накоплено около 2 миллиардов тонн, и каждый год их становится на 60 миллионов тонн больше. При этом перерабатывается лишь малая часть — около 15%. Эти отвалы занимают огромные территории. Во-вторых, это проблема экологии цементной промышленности: производство обычного цемента — это очень энергозатратный процесс, на который приходится около 8% всех мировых выбросов CO₂. Наш проект позволяет сразу решать две задачи: перерабатывать отходы и одновременно создавать «зеленую» альтернативу цементу, сокращая углеродный след, — рассказал Степан Денисов.
Работа над проектом началась более года назад и ведется на базе Климатического центра НГУ. Научным руководителем, который отвечает за общее направление разработки и который также вошел в команду стартапа, является Георгий Лазаренко, к.ф.-м.н., директор Климатического центра НГУ. Кроме того, в команде стартапа — магистрант ГГФ Матвей Трутнев, аспирант ГГФ Дмитрий Горяйнов и к.т.н. Яков Ермолов.
На текущий момент разработана лабораторная технология и получены первые опытные образцы материала. Суть технологии заключается в следующем: золошлаки, раздробленные в порошок, смешиваются со специальными активаторами. Далее при смешивании с водой между ними запускается химическая реакция — геополимеризация. В результате получается прочный камень, по свойствам аналогичный цементному, но имеющий свое преимущество.
Уже проведены предварительные испытания образцов, результаты которых показали, что по таким показателям, как прочность, водопоглощение, новый материал полностью соответствует заявленным требованиям.
— По прочности (50 МПа) он не уступает высокомарочным цементам М500, а по морозостойкости может достигать 300 циклов. Кроме того, продукт имеет низкое водопоглощение (менее 5%), в то время как у большинства конкурентов этот показатель колеблется от 5% до 18%. Наряду с этим, он предлагает гибкость в времени схватывания — от 5 минут до 7 часов, покрывая потребности как в быстром ремонте, так и в стандартном строительстве. При этом его себестоимость является одной из самых низких на рынке, конкурируя с обычными портландцементами М300-М400, но предлагая при этом качество и свойства, характерные для значительно более дорогих специализированных материалов, — добавил Степан Денисов.
Аналоги данного материала, представленные на рынке, — это так называемые геополимерные вяжущие материалы, которые производят как в России, так и за рубежом. Однако ключевыми преимуществом материала, разработанного в НГУ, является цена и экологичность, достигаемая за счет использования 100% золы в качестве сырья и полной утилизации отходов.
Разработка найдет применение в разных сферах строительства — везде, где используется цемент, — для стяжки полов, кладки кирпича, штукатурки, изготовления строительных блоков и т.д. Потенциальными потребителями являются как крупные промышленные предприятия, которые решают задачу утилизации отходов, так и строительные компании и частные лица, которые ищут более доступный по цене и экологичный материал.
Средства, которые получит команда в рамках конкурса «Студенческий стартап», будут направлены на проведение дальнейших, более углубленных испытаний образцов по всем строительным стандартам (морозостойкость, коррозионная стойкость и др.), закупку необходимых реактивов и материалов, патентование разработки и изготовление первой партии прототипов в товарной упаковке (мешках по 5, 10 и 25 кг). В перспективе рассматривается возможность запустить промышленное производство строительной смеси и перерабатывать до 100 000 тонн золошлаков в год.
Представлена новая система для транспортно-дорожного строительства ТН-СТЕНА Подпорная
Решение с использованием геосинтетической мембраны ПЛАНТЕР Д предназначено для устройства гидроизоляции подпорных стен и позволит продлить срок эксплуатации дорог и других транспортно-дорожных сооружений и повысить их надежность.
Из-за многообразия географических и климатических условий проектирование и строительство российских дорог является сложной задачей, требующей от инженеров тщательного выбора решений и ресурсов. Особенно это актуально для территорий со сложным ландшафтом.
Так, в холмистой местности требуется возведение подпорных стен на откосах и склонах. Это необходимо, чтобы предотвратить сползание грунта на дорогу. Конструкция должна выдерживать значительные нагрузки и при этом не разрушаться под воздействием окружающей среды, ведь от нее напрямую зависит безопасность водителей и пассажиров. Для ее возведения должны применяться только надежные и долговечные материалы. Поэтому специалисты компании ТЕХНОНИКОЛЬ разработали систему для транспортно-дорожного строительства ТН-СТЕНА Подпорная.
Решение предназначено для устройства гидроизоляции подпорных стен из монолитного и сборного железобетона. В его основе лежит сочетание гидроизоляционного слоя из мастики ТЕХНОНИКОЛЬ №21 (Техномаст) и геосинтетической мембраны ПЛАНТЕР Д. Мембрана, которая представляет собой полотно из полиэтилена высокой плотности в отформованными выступами в 9 мм, защищает гидроизоляцию от повреждений, отводит лишнюю влагу, нейтрализует воздействие подземных вод на конструкцию. Герметизация деформационных швов в бетонной конструкции подпорной стены выполняется гидрошпонками FM-140/50, которые сохраняют высокие физико-механические свойства даже под деструктивным воздействием агрессивной среды.
Благодаря применению геосинтетической мембраны в комбинации с двумя дренажными трубами полностью исключается переувлажнение грунта и снижается общая нагрузка на конструкцию подпорной стены. А удобство и скорость монтажа материала значительно экономят трудозатраты на строительство объекта.
Применение решения с геосинтетической мембраной позволит продлить срок эксплуатации конструкции подпорной стены и, соответственно, повысить надежность транспортно-дорожных сооружений.
Исследования подтвердили герметичность Эпоксидного клея ТЕХНОНИКОЛЬ
Испытания, проведенные в ООО НИЦ «Строительных технологий и материалов», показали, что Эпоксидный клей ТЕХНОНИКОЛЬ можно эффективно применять в системах с клеевым соединением.
В различных системах ТЕХНОНИКОЛЬ зачастую используется клеевое соединение. Оно является альтернативой механическому крепежу, когда нет возможности закрепиться механически. Например, в системе ТН-Резервуар Барьер на поверхность бетона или железобетона можно приклеить ленту LOGICBASE V-Strip, к которой далее приваривают ПВХ-мембрану LOGICBASE или ECOBASE. При этом ленту приклеивают с помощью Эпоксидного клея ТЕХНОНИКОЛЬ.
Часто у строителей возникал вопрос, герметичен ли Эпоксидный клей ТЕХНОНИКОЛЬ и способен ли он держать высокое давление воды, которое может возникнуть в различных системах? Чтобы это выяснить, Эпоксидный клей подвергли испытаниям в ООО НИЦ «Строительных технологий и материалов».
Эпоксидный клей испытали на прямое и обратное давление воды (по методике для определения водонепроницаемости бетонов), а также испытали по методике для гидроизоляционных мастик (обмазочной гидроизоляции).
В первом случае для проведения испытания в соответствии с требованиями ГОСТ 12730.5 п.4 были изготовлены 18 бетонных образцов маркой по водонепроницаемости W2 диаметром 150 мм и высотой 50 мм. Изготовленные образцы хранились в камере нормального твердения при температуре (20±2)°С и относительной влажности воздуха не менее 95% в течении 28 суток. Перед нанесением эпоксидного клея образцы выдерживали в помещении лаборатории в течение 3-х суток при температуре (20±2)°С и относительной влажности воздуха (60±5)%. Перед нанесением эпоксидного клея поверхность основания была очищена от цементного молока и обеспылена. Клей был нанесен в один слой толщиной 2 мм. Испытуемые образцы с покрытием выдерживались в помещении с температурой воздуха (20±2)°С и относительной влажностью (60±5)% в течение 7 суток.
Для проведения испытания в соответствии с требованиями ГОСТ 26589 изготавливалась свободная пленка толщиной 2 мм. Нанесение производилось на антиадгезионную подложку. Испытуемые образцы также выдерживались в помещении с температурой воздуха (20±2)°С и относительной влажностью (60±5)% в течение 7 суток.
Испытания показали, что Эпоксидный клей ТЕХНОНИКОЛЬ, нанесенный на бетонное основание, выдерживает прямое давление воды 2 МПА. Свободная пленка толщиной 2 мм из Эпоксидного клея ТЕХНОНИКОЛЬ выдерживает прямое давление воды, составляющее 0,3 МПА, в течение не менее 24 часов. А это значит, что Эпоксидный клей ТЕХНОНИКОЛЬ можно использовать не только как клей, но ещё и как обмазочную гидроизоляцию (т.е. в качестве полимерной мастики в различных системах).