Ученые Южно-Уральского госуниверситета разработали анатаз-кремнеземистую добавку для самоочищающихся материалов на основе цемента. Благодаря такой добавке фасадная и тротуарная плитка станет дешевле в полтора раза и прочнее.
Бетонные строительные материалы обретают свойства самоочищения и особую прочность благодаря добавлению в их состав фотоактивного анатаза – особой формы оксида титана, который в природе встречается редко, добывается трудно и стоит дорого; из-за такого компонента помимо роста стоимости итогового продукта увеличивается и количество технологических операций при его изготовлении. Исследователи кафедры строительных материалов и изделий ЮУрГУ осадили дорогой анатаз в составе самоочищающихся материалов на дешевом микрокремнеземе.
«В своем эксперименте мы осаждали анатаз на микрокремнеземе, микрокремнезем – это побочный продукт металлургической промышленности, – рассказала профессор кафедры Тамара Черных. – Его вообще сам по себе добавляют в бетоны для повышения прочности и морозостойкости. Кремнезема мы использовали в чуть большем отношении к анатазу за счет чего сэкономили на его использовании в составе самоочищающихся материалов. Анатаз мы распределяем тонким слоем по поверхности каждой частички микрокремнезема, потому как все равно работает только верхний ее слой; тогда почему бы не заменить внутренний объем добавки более дешевым, но таким же эффективным компонентом, как микрокремнезем?».
Самоочищающиеся штукатурка, отделочная плитка для фасадов и даже тротуарные плитки с анатаз-кремнеземистой добавкой не загрязняются со временем, а, кроме того, чистят воздух вокруг своей поверхности, разлагая угнетающие когнитивные способности человека оксиды азота и органические загрязнители на безопасные компоненты. Со временем экологическая функция таких материалов не снижается, поскольку материалы самоочищаются при дожде. Однако, для того, чтобы самоочищение происходило в полной мере, необходимо воздействие на фоточувствительный материал солнечного света, который запускает реакцию разложения загрязнителей.
В 2024 году при научно-исследовательском сопровождении Южно-Уральского государственного университета по инициативе президента Отраслевого союза производителей вибропрессованных изделий и элементов благоустройства (ОСВПИ) Марии Малаховой на базе завода «ЗенитЧерноземье» был реализован первый в России объект мощения с применением фотокаталитического бетона. Инновационное покрытие было уложено на пешеходной зоне у входа во Дворец творчества детей и молодежи (площадь Детей, 1, г. Воронеж).
Этот пилотный проект стал важным шагом в развитии экологичных технологий: материал очищает воздух от вредных примесей под воздействием солнечного света, что открывает новые перспективы для устойчивого развития городской среды. Исследователи работают над упрощением технологии получения добавки и над модификацией самоочищающегося материла для внутренней отделки помещений, который будет работать и при искусственном освещении.
Уникальность строительного экоматериала челябинских ученых состоит в его дешевизне (как мининмум в полтора раза дешевле) иуниверсальности, поскольку анатазо-кремнеземная добавка применима для всех видов цементных материалов.
Екатерина Больных