Секрет разработанного в Южно-Уральском госуниверситете строительного материала кроется в добавлении в состав сырьевой шихты осадка из городских станций водоподготовки. Изготовленный по такому «рецепту» керамический кирпич отличается повышенной теплоизоляцией и большей устойчивостью к растрескиванию при обжиге. Разработка является уникальной, на нее получен соответствующий патент.
Шихта представляет собой смесь компонентов для лучшего скрепления глиняной массы во время обжига при производстве любых керамических изделий.
«Добавление шихты в состав – обязательное условие для получения качественной керамики, – отметил заведующий кафедрой строительных материалов и изделий ЮУрГУ Александр Орлов. – Чистая глина содержит очень тонкие частицы, и если мы разбавим ее водой, а затем придадим этой массе форму, то после сушки вся влага испарится, из-за чего изделие резко уменьшится в объемах и потрескается. Получаем производственный брак. Для того, чтобы предотвратить растрескивание керамического кирпича в сушилке, в его смесь добавляют различные «отощающие» компоненты, например, песок и другие ингредиенты».
Исследователи Архитектурно-строительного института ЮУрГУ предложили использовать в качестве части шихты сбрасываемый на полигоны илистый осадок городских водоочистных сооружений. Ученые обнаружили, что элементный состав отходов, возникающих при очистке природной воды, практически идентичен составу керамики. Новый подход не просто экономит ресурсы, но и способствует улучшению экологии.
В отстойниках водохранилищ накапливаются органические и неорганические вещества, содержащиеся в воде (водный и почвенный гумус, растворенные соли), и реагенты (соли алюминия), которые используются для интенсивного осаждения ее примесей. Чтобы превратить осадок из отхода в полезный ресурс для производства керамических изделий, ученым пришлось сначала его обезводить.
«Экспериментально мы установили, что 20% сухого вещества являются оптимальной долей осадков станций водоподготовки в шихте, – рассказала доцент кафедры градостроительства, инженерных сетей и систем ЮУрГУ Марина Белканова. – Органическая составляющая такого шлама выполняет определенную функцию: выгорая при обжиге, она придает конечному продукту легкость и пористость, что повышает теплоизолирующие свойства кирпича, вместе с тем сохраняется прочность строительного материала».
Еще одним преимуществом запатентованного состава шихты стало сокращение времени сушки кирпича почти на сутки. В среднем на высушивание изделия тратится около двух дней – температура сушки должна нарастать плавно, чтобы не допустить растрескивания материала. Благодаря органическим компонентам осадок снижает чувствительность шихты к сушке, а значит проводить ее можно более «агрессивно» и быстро.
Технология кирпича с повышенной эффективностью может быть интересна предприятиям, изготавливающим строительную керамику, а сам модифицированный кирпич применим в стандартных целях.
Екатерина Больных