Современная строительная отрасль все чаще обращается к экологичным решениям, способным снизить затраты и минимизировать вред окружающей среде. Одним из таких прорывов стала разработка ученых Пермского Политехнического университета, предложивших использовать фторангидрит — побочный продукт производства плавиковой кислоты — в составе сухих строительных смесей для полов. Ежегодно в России образуется до 350 тысяч тонн этого отхода, причем его объемы продолжают расти на 7% и более. До сих пор фторангидрит практически не перерабатывался, скапливаясь на полигонах и создавая угрозу для экологии.
Плавиковая кислота широко применяется в производстве высокочистых металлов, микрочипов и полупроводников, но ее побочный продукт, фторангидрит, долгое время оставался невостребованным из-за сложностей переработки. Основные проблемы заключались в медленном затвердевании и недостаточной прочности материала. Однако исследователи Пермского Политеха нашли способ превратить этот отход в ценный строительный компонент.
Разработанная учеными смесь предназначена для создания самовыравнивающихся полов — популярного решения в современном строительстве. Такие полы представляют собой текучий раствор, который после нанесения равномерно распределяется по поверхности, образуя идеально ровное основание под финишные покрытия — ламинат, плитку или паркет. Ключевым преимуществом новой смеси стало использование композиционного вяжущего вещества на основе фторангидрита и высокопрочного гипса.
Мы добавили в гипс 15% фторангидрита и применили специальные активаторы — золу-унос, портландцемент и сульфат марганца. Это позволило увеличить прочность материала на 46%, а коэффициент размягчения составил не менее 0,75, что свидетельствует о высокой водостойкости.
Для оптимизации характеристик смеси ученые также использовали ряд модифицирующих добавок. Суперпластификатор улучшил подвижность раствора и снизил потребность в воде, пеногаситель предотвратил образование воздушных пузырей, а замедлитель схватывания на основе лимонной кислоты обеспечил удобство работы с материалом. Дополнительно в состав был включен эфир целлюлозы, повышающий пластичность и водоудерживающую способность раствора.
Метод математического планирования эксперимента помог определить точные пропорции компонентов, гарантирующие высокое качество смеси. Испытания подтвердили, что материал обладает отличной текучестью (260 мм по Суттарду), высокой адгезией к бетонному основанию (более 0,98 МПа) и прочностью на сжатие до 22,7 МПа через 28 дней. При этом смесь не дает усадочных деформаций, что делает ее конкурентоспособной на рынке строительных материалов.
Ранее ученые Пермского Политеха предупредили, что многие популярные стройматериалы содержат канцерогены, аллергены и другие опасные соединения, которые выделяются в воздух годами.