Мордовские ученые запатентовали экологичный строительный материал для атомных станций

Ученые Мордовского государственного университета им. Н.П. Огарева запатентовали экологичный строительный материал – пористую стеклокерамику. Новая технология, разработанная в рамках импортозамещения, позволила создать материал, который превосходит аналоги по прочности, теплопроводности, химической и биологической стойкости, отсутствию эмиссии вредных веществ. Благодаря этим свойствам пористая стеклокерамика может использоваться при утеплении атомных станций, строительстве в зонах вечной мерзлоты и создании конструкций газодобывающей и нефтедобывающей промышленности.

Сейчас более 95% пеностекла завозится в Россию из-за рубежа, от транснациональной корпорации PittsburgCorning. Разработка к.т.н., доцента кафедры строительных материалов и технологий МГУ им. Н.П. Огарева Александра Родина, аспиранта кафедры строительных материалов и технологий Анатолия Ермакова и других молодых ученых – пористая стеклокерамика, позволит успешно заместить зарубежное пеностекло отечественной пористой стеклокерамикой за счет ее высокой конкурентности - по свойствам, стоимости и экологичности.

В Мордовии есть большая сырьевая база цеолитсодержащих месторождений для производства пористой стеклокерамики. Если отработать технологию – масштабировать производство можно будет по всей стране. Не нужно будет возить этот материал из-за границы и дальних регионов. Для республики – это новые высокооплачиваемые рабочие места и социальные программы.

 «Технология проста и уникальна: сухой помол, порода, не требующая никаких газообразующих добавок, и кальцинированная сода. Данный состав значительно облегчает процесс производства – получается одностадийная технология, в то время как для пеностекла сначала варится стекло, затем оно остывает, размалывается с газообразующими добавками и нагревается повторно», – комментирует Александр Родин. 

Подобные материалы производятся уже сейчас. Преимущество разработки мордовских ученых – экологичность. Вместо щелочи, которая испаряется при нагревании и может, в связи с этим, вызывать химический ожог слизистых оболочек и кожи, стать причиной пожара и быстрого износа оборудования, в новой разработке используется сода – менее агрессивное вещество. Процесс вспенивания порошка происходит за счет минералов цеолита, содержащихся в породе. 

Максимальная температура использования у пеностекла – не более 550 градусов, пористая керамика позволяет увеличить этот показатель в 1,5 раза до – 900 градусов.

Пористая керамика не обрастает плесенью. Микроскопические споры и частицы плесени могут проникать в респираторные органы людей, оседать на продуктах, предметах личной гигиены и, попадая в организм, вызывать тяжелые заболевания: менингит, ринит, аспергиллез и повышать риск онкологических заболеваний. Новая разработка способна решить эту проблему за счет состава, который образуется после обжига.

Новый материал более легкий. В сравнении с газобетоном – в 2,5 раза. Таким образом, его расход в 2,5-3 раза меньше при возведении домов, что позволяет экономить ресурсы при строительстве.

Высокая химическая стойкость – наравне с пеностеклом. Разработанный материал показал высокую стойкость после кипячения в воде, в водных растворах кислот и щелочей.

Термическая стойкость по сравнению с пеностеклом высокая. Пористая стеклокерамика способна выдержать более резкие перепады температур.

По сравнению с пеностеклом, с газо- и пенобетоном, газо- и пеносиликатом и с теплой керамикой – он прочнее более, чем в 2 раза при равной плотности.

Это экологичное производство – нет выбросов и вредных газов во время производства. Материал экологичен во время эксплуатации, потому что получен из природного сырья.

Благодаря легкости материала в высотных домах можно корректировать технологию монолитного строительства. Наружные стены можно выкладывать пористой стеклокерамикой. При этом стена будет тоньше и теплее.

Отходы, образуемые при резке материала на изделия необходимых размеров и форм, можно использовать в качестве заполнителя для сухих строительных смесей. Ими можно склеивать те же изделия. Вместо обычного песка в строительном растворе лучше использовать этот – он легкий, прочный, и, соответственно, тепло будет меньше проходить через шов.

Материал будет особенно востребован в зонах вечной мерзлоты – и защитит от холода, и ускорит строительство.

Пористая стеклокерамика может быть интересна для нефте- и газодобывающей промышленности. Состав, химически стойкий и не пропускает влагу, потому и материал не подвержен коррозии. Материал можно использовать для утепления труб в земле.

Утепление атомных станций – материал подходит для высоких температур. В промышленности полученный материал можно использовать для теплоизоляции и звукоизоляции, при строительстве несущих стен зданий и криогенных материалов.

«Мы говорим об импортозамещении пеностекла – его значительный объем сейчас завозится из-за рубежа. В идеале нужна замена на новый материал – пористую стеклокерамику. Разработка наших молодых ученых – это стимул для строительной промышленности, поскольку материал позволит увеличить темпы строительства, и для экономики в целом. По уровню готовности технологии разработка сейчас находится на стадии TRL5 – создания производственной технологии. Основным партнером является «Комбинат теплоизоляционных изделий» в Саранске. Планируется, что этот производитель станет первым выпускать новый экологичный материал», – отметил ректор МГУ им. Н.П. Огарева Дмитрий Глушко.