Ученые Сибирского федерального университета нашли способ кардинально повысить прочностные характеристики стеклобетона. Новаторская технология упрочнения основана на комплексном воздействии механической активации и оптимизированных процессов гидратации. Как сообщает пресс-служба Минобрнауки, открытие позволяет создать высокоэффективный композит, а также решить важные экологические задачи, такие как утилизация отходов стекла и значительное сокращение выбросов углекислого газа.
Стеклобетон, представляющий собой материал на основе тонкомолотого стекла, обожженной извести и воды, уже известен своей выносливостью. Однако специалисты СФУ поставили перед собой цель вывести его свойства на новый уровень.
Ключом к успеху стало детальное изучение физико-химических процессов, которые происходят при взаимодействии компонентов с водой. Исследователи проследили, как меняются микроструктура и фазовый состав материала в зависимости от продолжительности и интенсивности механического измельчения исходных компонентов.
Мы проследили закономерности изменения микроструктуры и фазового состава стеклобетона при различных режимах измельчения и гидратации, чтобы понять перспективы использования материала в рамках имеющихся технологических схем. Эксперименты подтвердили, что продолжительность механоактивации напрямую влияет на конечные физико-механические характеристики. Была установлена четкая взаимосвязь между тонкостью помола и такими важными показателями, как прочность на сжатие и модуль упругости.
Особенно значимый эффект продемонстрировали дополнительные этапы термической и влажностной обработки уже готового материала. Комбинированное применение этих методов позволило увеличить прочность стеклобетона в несколько раз по сравнению с традиционными образцами. Такой результат открывает перед композитом гораздо более широкий спектр применений в строительстве, одновременно делая конечный продукт экономически более выгодным. Важным экологическим преимуществом технологии является ее энергоэффективность. В качестве основного компонента, наряду с измельченным стеклом, здесь используется обожженная известь. Ее производство требует температуры около 1100 °C, что на 400 °C ниже, чем при изготовлении традиционного цемента. Это снижение напрямую ведет к уменьшению углеродного следа.
Результаты экспериментов показали хороший потенциал технологии для создания высокоэффективных строительных материалов с заданными физико-техническими характеристиками. Такой упрочненный стеклобетон поможет экономить традиционные цементные вяжущие, а это, в свою очередь, снизит нагрузку на окружающую среду. В настоящее время в университете решается вопрос о масштабировании производства. Ученые продолжают лабораторные изыскания, изучая процесс помола стекла на промышленном оборудовании, чтобы обеспечить легкий переход к реальному производству. Перспективный материал не только функционален, но и эстетически привлекателен — с ним можно создавать частично прозрачные конструкции, что расширяет горизонты его использования в современной архитектуре.
Ранее ученые СФУ «обучили» промышленную керамику выносливости.
