Учёные СФУ упрочнили стеклобетон с помощью механической активации
29 октября 2025 г. | наука
Исследователи задались целью создать высокопрочное вяжущее на основе отходов стекольной промышленности. Для этого изучили физико-химические процессы, проходящие во время гидратации — так называют химическое взаимодействие компонентов вяжущего с водой.
Стеклобетон представляет собой современный композитный материал на основе тонкомолотого и крупного стекла и обожжённой извести воды и других добавок. Он применяется в строительстве в качестве связующего компонента. Интересно, что материал этот в значительной степени может состоять из отходов, использование которых в производстве гораздо дешевле природного сырья.
Стеклобетон считается достаточно «выносливым» материалом, однако учёные СФУ выяснили, как повысить его реакционную способность и ещё больше увеличить прочность, поскольку это расширит спектр потенциального применения и удешевляет конечный продукт.
«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 и выяснить, как можно модифицировать такие схемы производства строительных материалов. По итогам работы будут сформированы обновлённые рекомендации для промышленного применения стеклобетона», — рассказал соавтор исследования, доцент кафедры проектирования зданий и экспертизы недвижимости Инженерно-строительного института СФУ Сергей Добросмыслов.
Учёные удостоверились, что продолжительность механоактивации оказывает существенное влияние на физико-механические характеристики материала. Установили взаимосвязь между продолжительностью механоактивации и тонкостью помола с показателями прочности, а также модулем упругости стеклобетона. Оказалось, что термическая обработка и влагообработка дополнительно повышают прочность материала в несколько раз.
«Результаты экспериментов показали хороший потенциал нашей технологии для создания высокоэффективных строительных материалов с заданными физико-техническими характеристиками. Такой упрочнённый стеклобетон, например, поможет экономить традиционные, широко используемые в строительстве цементные вяжущие, а это, в свою очередь, снизит нагрузку на окружающую среду», — объяснил Сергей Добросмыслов.
Учёный подчеркнул, что в качестве дополнительного компонента стеклобетона используется обожжённая известь, температура обжига которой составляет 1100°С в то время как температура в цементных печах, применяемых для получения традиционных цементных вяжущих, достигает 1500°С. Такое снижение температуры приводит к уменьшению углеродного следа при производстве продукции. Кстати, извести требуется меньше чем цемента, а общая масса извести и стекла тонкого помола, добавляемого в стеклобетон, сопоставима с массой используемого цемента, что также делает стеклобетон более выгодным с позиции сохранения окружающей среды
По словам исследователей, в настоящее время в СФУ решается вопрос масштабирования производства упрочнённого стеклобетона. В лабораторных условиях продолжают изучать процесс помола стекла, чтобы прозондировать возможность перехода на промышленные струйные и вихревые мельницы, применяемые в реальном производстве.
«С научной точки зрения интересно изучать эффекты химического взаимодействия, механоактивации системы. А для промышленности стеклобетон важен, поскольку позволяет использовать отходы стекольного производства и стеклобой. Кстати, работая с этим материалом, можно получить частично прозрачный бетон, что уже привлекательно не только со строительной, но и эстетической точки зрения», — заявил Сергей Добросмыслов.
Первыми были ТАСС