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.
Проверено наукой: сэндвич-панели ТЕХНОНИКОЛЬ Ц-XPS прослужат полвека
Экструзионный пенополистирол Сэндвич ТЕХНОНИКОЛЬ Ц-XPS может эффективно эксплуатироваться на протяжении пятидесяти лет. Такое заключение выдал по результатам испытаний НИИ строительной физики РААСН (Российской академии архитектуры и строительных наук).
Именно в НИИСФ была разработана уникальная методика для оценки долговечности и надежности различных типов полимерной теплоизоляции. Методика получила официальный статус, будучи закрепленной в ГОСТ Р 58950–2020.
Содержащийся в ГОСТ метод позволяет оценить, в течение какого срока проверяемый материал будет сохранять заявленные свойства. Эксперты измеряют, как меняются теплофизические характеристики полимерной теплоизоляции (теплопроводность в сухом состоянии, эксплуатационная теплопроводность, термическое сопротивление) в ходе эксплуатации. Для этого они моделируют экстремальные условия, в которых применяется полимерная теплоизоляция.
Метод достаточно прост и прозрачен: образцы материала многократно проходят циклы, симулирующие климатические воздействия. Образцы опускают в воду. В увлажненном виде их сначала замораживают, а потом дают оттаять. Два таких цикла, включающих замораживание и оттаивание, приравниваются к году эксплуатации утеплителя.
Плиты Ц-XPS прошли испытания, имитирующие эксплуатацию на протяжении 15, 30 и 50 лет. Сэндвич-панели ТЕХНОНИКОЛЬ Ц-XPS сохранили свои теплофизические характеристики на заявленном уровне. Ученые НИИСФ РААСН подтвердили: срок эффективной эксплуатации материала составляет 50 лет.
В ТЕХНОНИКОЛЬ долговечность считается одним из главных показателей выпускаемых компанией материалов. «Для нас дело принципа, чтобы срок эксплуатации материалов соответствовал сроку «жизни» сооружений, в которых они используются, — объясняет Дмитрий Михайлиди, Директор по развитию направления «Полимерная Изоляция» ТЕХНОНИКОЛЬ. — Сэндвич-панели ТЕХНОНИКОЛЬ Ц-XPS используются в строительстве и капитальном ремонте, включая такие ответственные участки, как утепление крыш под наплавляемой рулонной гидроизоляцией, теплоизоляция парапетов и чердаков. Все эти участки не прощают промахов. Мы гордимся тем, что панели Ц-XPS заслуженно получили такую высокую оценку экспертов. В надежности и долговечности материала можно не сомневаться».
ТЕХНОНИКОЛЬ разработала новую систему ТН-ШИНГЛАС Мансарда Контр PIR для частного домостроения
Применение в системе термоплит LOGICPIR PROF, облицованных с двух сторон алюминиевой фольгой, позволяет отказаться от дополнительного устройства пароизоляции и, соответственно, сократить сроки работ и уменьшить общую стоимость системы.
В России растет востребованность частного домостроения и популярность жизни за городом. Эксперты компании ТЕХНОНИКОЛЬ последовательно разрабатывают новые эффективные решения для строительства и ремонта частных коттеджей и дач, призванные повысить энергоэффективность конструкций, сократить последующие затраты на энергоресурсы и упростить монтажные работы. Новинка компании – кровельная система ТН-ШИНГЛАС Мансарда Контр PIR создана, чтобы с успехом решать все эти задачи.
ТН-ШИНГЛАС Мансарда Контр PIR представляет собой кровельную систему, тепловой контур которой выполнен из комбинированного утеплителя: в межстропильном пространстве заложены лёгкие упругие плиты из каменной ваты типа РОКЛАЙТ, а к нижней поверхности стропильных ног силового каркаса крыши подшиваются большеформатные термоплиты (длина х ширина: 2400х1200 мм) LOGICPIR PROF.
При разработке системы удалось добиться максимальной теплотехнической однородности. Это связано со сплошным контуром из плит PIR – слой сформирован таким образом, чтобы его не прерывали стыки с деревянными конструкциями изнутри помещения. Алюминиевая фольга, выступающая в роли обкладки плит LOGICPIR, отражает лучистое тепло внутрь помещения. Благодаря этому образуется подобие бытового термоса, наилучшим образом сохраняющего тепло внутри помещения.
Применение утеплителя LOGICPIR PROF, облицованного с нижней и верхней стороны алюминиевой фольгой, позволяет отказаться от монтажа пароизоляционной плёнки, т.к. при проклейке стыков плит алюминиевой самоклеящейся лентой LOGICPIR образуется герметичный пароизоляционный барьер, препятствующий проникновению увлажненного воздуха внутрь кровли и дальнейшей конденсации влаги внутри конструкции. Плиты каменной ваты, уложенные в межстропильном пространстве, позволяют оптимальным образом препятствовать проникновению акустического шума внутрь помещения снаружи.
Эффективно подобранные в результате температурно-влажностного расчета толщины утеплителей помогают сохранить незаполненным вентиляционный зазор в верхней части стропильных ног. Это позволяет исключить из системы контрбрус, традиционно присутствующий в утеплённых скатных кровлях, без ухудшения эффективности кровельной системы.
Система ТН-ШИНГЛАС Мансарда Контр PIR предназначена для нового строительства с повышенными требованиями к теплотехнической однородности крыши, а также для реконструкции кровель, в которых было диагностировано повреждение пароизоляционного слоя. При этом система разработана таким образом, что ремонт исключает необходимость наружной разборки кровельных слоёв, что позволяет минимизировать затраты на полное восстановление функционала существующей кровли.