Отходы литиевого производства превращают в экодобавку для прочного геополимерного бетона

Учёные Университета Флиндерса представили технологию, которая позволяет превращать отходы литиевой промышленности в функциональный компонент для экологичных строительных материалов. Разработанное решение основано на использовании делитиированного β-сподумена — побочного продукта рафинирования лития, объёмы которого растут по мере увеличения мирового спроса на аккумуляторы и энергетические системы.

Суть технологии заключается в том, что материал DβS после переработки способен выполнять роль активной минеральной добавки в геополимерных связующих. Он проявляет пуццолановые свойства и вступает в реакции, усиливающие прочность и долговечность бетонных композиций. Команда под руководством Алиакбара Голампура провела серию лабораторных тестов, в ходе которых определила параметры, при которых DβS максимально эффективно работает в составе геополимера. Исследователи отмечают, что геополимерные смеси на его основе демонстрируют улучшенные механические характеристики и устойчивость к длительным нагрузкам.

Технологическое решение ориентировано на замещение традиционных компонентов, таких как зола уноса, которая используется в производстве геополимера, но всё ещё связана с угольной генерацией. Применение DβS предлагает альтернативный путь — использование отходов от переработки лития, что снижает нагрузку на полигоны, уменьшает потенциальные риски загрязнения почвы и воды и создаёт возможность для внедрения принципов цикличной экономики в отрасли.

В Университете Флиндерса подчёркивают, что технологию можно адаптировать под производственные процессы современных бетонов и геополимерных материалов. Алиакбар Голампур объясняет, что анализ микроструктуры различных образцов позволил определить точные соотношения щёлочных активаторов, при которых новая добавка обеспечивает стабильные и предсказуемые параметры смеси. Он отмечает, что «использование DβS в качестве активной добавки не только увеличивает прочность геополимерного бетона, но и даёт возможность вовлекать промышленный побочный продукт в повторный цикл».

Технология вписывается в общую стратегию перехода строительной отрасли к более ресурсосберегающим решениям. Обычный бетон остаётся материалом с высокой нагрузкой на природные ресурсы и значительным углеродным следом, а внедрение альтернативных связующих и добавок рассматривается как одно из направлений снижения экологических издержек. По данным учёных, применение геополимерных систем на основе промышленных побочных продуктов позволяет одновременно оптимизировать состав смеси и уменьшить объёмы отходов, которые в противном случае оказались бы на полигонах.

Разработка Университета Флиндерса дополняет серию технологических решений, над которыми команда работает в течение года: от оптимизации составов геополимеров с использованием шлаков и синтетических волокон до интеграции методов машинного обучения для прогнозирования поведения бетонных смесей и использования 3D-печати в строительстве. Вместе эти подходы формируют комплексную платформу для создания более устойчивых и адаптивных строительных материалов.