Мордовские учёные запатентовали экологичный строительный материал для атомных станций

Учёные Мордовского государственного университета им. Н.П. Огарёва запатентовали экологичный и импортозамещающий строительный материал – пористую стеклокерамику. Новая технология превосходит аналоги по прочности, теплопроводности, химической и биологической стойкости, отсутствию эмиссии вредных веществ. Благодаря этим свойствам пористая стеклокерамика может использоваться при утеплении атомных станций, строительстве в зонах вечной мерзлоты и создании конструкций газодобывающей и нефтедобывающей промышленности.

Как решается проблема импортозамещения?

Сейчас более 95% пеностекла завозится из-за рубежа, от транснациональной корпорации из США и Европы – PittsburgCorning. Разработка к.т.н., доцента кафедры строительных материалов и технологий МГУ им. Н.П. Огарёва Александра Родина, аспиранта кафедры строительных материалов и технологий Анатолия Ермакова и других молодых ученых – пористая стеклокерамика, позволит импортозаместить пеностекло за счёт конкурентности по свойствам, стоимости и экологичности.

В Республике Мордовия большая сырьевая база цеолитсодержащих месторождений для производства пористой стеклокерамики. Если отработать технологию – масштабировать производство можно будет по всей стране. Не нужно будет возить этот материал из-за границы и дальних регионов. Для республики – это новые высокооплачиваемые рабочие места и социальные программы.

Как создаётся экологичный материал?

«Технология проста и уникальна: сухой помол, порода, не требующая никаких газообразующих добавок, и кальцинированная сода. Данный состав значительно облегчает процесс производства  получается одностадийная технология, в то время как для пеностекла сначала варится стекло, затем оно остывает, размалывается с газообразующими добавками и нагревается повторно», – комментирует к.т.н., доцент кафедры строительных материалов и технологий МГУ им. Н.П. Огарёва Александр Родин.

Подобные материалы производятся уже сейчас. Преимущество разработки мордовских учёных – экологичность. Вместо щелочи, которая испаряется при нагревании и может, в связи с этим, вызывать химический ожог слизистых оболочек и кожи, стать причиной пожара и быстрого износа оборудования, в новой разработке используется сода – менее агрессивное вещество. Процесс вспенивания порошка происходит за счет минералов цеолита, содержащихся в породе. 

Кремнистые породы могут иметь разный химический и минералогический состав. Повышенное содержание кальцита в породе делает структуру стеклокерамики неравномерной. На данный момент учёные работают над улучшением свойств и структуры материала – изучают влияние вида и количества хлорида на свойства стеклокерамики.

Было доказано, что введение небольшого количества хлоридов в состав шихты, позволяет получить образцы стеклокерамики с равномерной мелкопористой структурой в виде блоков.

Преимущества в сравнении с другими материалами

·         Температура использования. Максимальная температура использования у пеностекла – не более 550 градусов, пористая керамика позволяет увеличить этот показатель в 1,5 раза до – 900 градусов.

·        Пористая керамика не обрастает плесенью. Микроскопические споры и частицы плесени могут проникать в респираторные органы людей, оседать на продуктах, предметах личной гигиены и, попадая в организм, вызывать тяжелые заболевания: менингит, ринит, аспергиллез и повышать риск онкологических заболеваний. Новая разработка способна решить эту проблему за счет состава, который образуется после обжига.

·         Материал более легкий. В сравнении с газобетоном – в 2,5 раза. Таким образом, его расход в 2,5-3 раза меньше при возведении дома, что позволяет экономить ресурсы при строительстве.

·         Высокая химическая стойкость – наравне с пеностеклом. Разработанный материал показал высокую стойкость после кипячения в воде, в водных растворах кислот и щелочей.

·         Термическая стойкость по сравнению с пеностеклом высокая. Пористая стеклокерамика способна выдержать более резкие перепады температур.

·         Прочность. По сравнению с пеностеклом, с газо- и пенобетоном, газо- и пеносиликатом и с теплой керамикой – он прочнее более, чем в 2 раза при равной плотности.

·         Это экологичное производство – нет выбросов и вредных газов во время производства. Материал экологичен во время эксплуатации, потому что получен из природного сырья.

Преимущества использования материала в строительной отрасли.

·         Благодаря легкости материала в высотных домах можно корректировать технологию монолитного строительства. Наружные стены можно выкладывать пористой стеклокерамикой. При этом стена будет тоньше и теплее.

·         Отходы, образуемые при резке материала на изделия необходимых размеров и форм, можно использовать в качестве заполнителя для сухих строительных смесей. Ими можно склеивать те же изделия. Вместо обычного песка в строительном растворе лучше использовать этот – он легкий, прочный, и, соответственно, тепло будет меньше проходить через шов.

·         Материал будет особенно востребован в зонах вечной мерзлоты – и защитит от холода, и ускорит строительство.

·         Пористая стеклокерамика может быть интересна для нефте- и газодобывающей промышленности. Состав, химически стойкий и не пропускает влагу, потому и материал не подвержен коррозии. Материал можно использовать для утепления труб в земле.

·         Утепление атомных станций – материал подходит для высоких температур. В промышленности полученный материал можно использовать для теплоизоляции и звукоизоляции, при строительстве несущих стен зданий и криогенных материалов.

«Мы говорим об импортозамещении пеностекла – его значительный объем сейчас завозится из-за рубежа. В идеале нужна замена на новый материал – пористую стеклокерамику. Разработка наших молодых учёных – это стимул для строительной промышленности, поскольку материал позволит увеличить темпы строительства, и для экономики в целом. По уровню готовности технологии разработка сейчас находится на стадии TRL5 – создания производственной технологии. Основным партнером является «Комбинат теплоизоляционных изделий» в Саранске. Планируется, что этот производитель станет первым выпускать новый экологичный материал», – отметил ректор МГУ им. Н.П. Огарёва Дмитрий Глушко.

Пористая стеклокерамика разрабатывается в рамках гранта Российского научного фонда Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными «Разработка и внедрение энергоэффективных экологически чистых строительных материалов с высокой максимальной температурой эксплуатации, термической и химической стойкостью, полученных на основе кремнистых и карбонатных пород и добавок отечественного производства за один нагрев исходного сырья», а также в рамках стратегического проекта «Материалы нового поколения и энергосбережение» и мероприятия «Создание новых функциональных материалов с уникальными эксплуатационными свойствами для промышленного сектора экономики, медицины и строительной отрасли» по программе Минобрнауки «Приоритет 2030».

Ссылки на материалы в «Газета.ru»: https://www.gazeta.ru/science/news/2022/08/03/18253328.shtml

И на сайте Минобрнауки России: https://minobrnauki.gov.ru/press-center/news/nauka/55953/?lang=ru

Последние новости

В рамках нацпроекта самозанятых Мордовии бесплатно научат nail-мастерству

Министерство экономики, торговли и предпринимательства РМ совместно с Центром...

В селе Константиновка Ромодановского района ремонтируют дорогу

В Мордовии в рамках национального проекта «Безопасные качественные дороги»...

«Ялгаксшинь каштазсь» пуропнезень мокшетнень и эрзятнень

13 июльста Оренбургскяй областень Абдулино ошса ульсь «Масторава» ила,...

КАТК СЕМБЕ АРЬСЕФСЬ ЁТАФТОВИ ЭРЯФС!

Вов ни мзяроце кизось мельцек пара койс коре Поволжьянь...

Лидерствань национальнай школась пуропнезень од ломаттнень

Ётай недялять, 4-5 июльста, Саранскяйса ётафтовсь «Лидерствань национальнай школа»...

Национальный проект способствует развитию предпринимательской деятельности в Мордовии

Министерство экономики, торговли и предпринимательства РМ совместно с Центром...

В Мордовии строятся социальные учреждения

В рамках федерального проекта «Старшее поколение» национального проекта «Демография»...

В рамках нацпроекта самозанятых Мордовии бесплатно научат nail-мастерству

Министерство экономики, торговли и предпринимательства РМ совместно с Центром «Мой бизнес» оказываетпомощь предпринимателям Мордовии, предоставляя различные меры государственной поддержки бизнесу республики. Так, в рамках национального...

В селе Константиновка Ромодановского района ремонтируют дорогу

В Мордовии в рамках национального проекта «Безопасные качественные дороги» ведется капитальный ремонт автодороги «г. Саранск – р.п. Ромоданова – с. Большое Игнатово» - с....

«Ялгаксшинь каштазсь» пуропнезень мокшетнень и эрзятнень

13 июльста Оренбургскяй областень Абдулино ошса ульсь «Масторава» ила, конань аноклазе и ётафтозе «Мокшэрзянь культурнай центрась». Праздниксь пуропнесь сядот мокша и эрзя, тяконь лувксса...