В 2022 в России при производстве химических веществ и продуктов образовалось 157 миллионов тонн отходов. Основной путь снижения накопленных объемов — повторное использование. Ученые ПНИПУ изобрели состав для изготовления кирпича с применением алюмосодержащей минеральной добавки, которая образована при уничтожении энергонасыщенных материалов, и тонкомолотого боя автоклавного газобетона. Разработка ученых помимо утилизации отходов позволит улучшить эксплуатационные свойства и долговечность готовых изделий.
На разработку выдан патент. Исследования выполнены при поддержке гранта Президента России по государственной поддержке молодых ученых — кандидатов наук.
В регионах с развитым промышленным потенциалом образуется огромное количество отходов, источники которых – предприятия химии, нефтехимии и нефтепереработки, энергетики, металлургии, горнодобывающей промышленности. Длительное хранение таких продуктов не только требует больших капитальных затрат, но и, в ряде случаев, представляет угрозу загрязнения воздушных и водных бассейнов. Подавляющее большинство отходов промышленности имеют силикатный и алюмосиликатный состав, что делает их весьма перспективным сырьем для производства строительной керамики.
Ученые Пермского Политеха создали керамическую массу для изготовления кирпича, которая включает легкоплавкую глину, минеральную добавку из алюмосодержащего отхода и порообразующий компонент из тонкомолотого боя автоклавного газобетона. Такой состав повысил прочностные характеристики и морозостойкость керамики. Оценка структуры и свойств материалов проведена с использованием стандартных методик согласно ГОСТ.
Анализ физико-механических свойств керамических образцов проводили в два этапа, на первом – выполнен подбор состава шихты (смеси исходных материалов) и температуры обжига образцов, на втором – определены пропорции добавок из промышленных отходов к глинистому сырью. Политехники установили оптимальный состав шихты.
«Добавление промышленных отходов к глинистому сырью положительно повлияло на физико-механические свойства керамических образцов. Мы наблюдали пористую микроструктуру и значительное содержание стекловидной фазы, что указывает на уплотнение керамического черепка – массы в обожженном виде для изготовления изделий. Также добавление алюмосодержащего продукта в сырьевую рецептуру позволило снизить температуру обжига, следовательно производство нового материала является энергоэффективным», – поделилась старший преподаватель кафедры охраны окружающей среды ПНИПУ Екатерина Панькова.
Разработка ученых Пермского Политеха позволит улучшить эксплуатационные свойства готового изделия по показателям водопоглощения и морозостойкости при сохранении прочностных характеристик. А также расширит сырьевую базу производства строительных материалов с одновременной утилизацией промышленных отходов.