Строительный материал из отходов. Усовершенствованный гипс заменит природный

Международная команда исследователей презентовала инновационную экологичную систему переработки отходов известкового и сернокислотного происхождения в строительный материал высокого качества. Этот материал — цемент, который обладает повышенной прочностью и водостойкостью, а также быстро затвердевает. Новая методика отличается своей доступностью, сокращением затрат по сравнению с традиционными подходами и высокой энергоэффективностью: для ее реализации требуется всего 40 градусов Цельсия вместо обычных 700-900.

Среднестатистическое энергетическое предприятие генерирует до тонны отходов ежегодно. Для их утилизации в водных источниках применяются реагенты на основе железа и алюминия, а также известковые добавки, которые приводят к образованию осадка.

Ученые из Белорусского государственного технологического университета (БГТУ), НИТУ МИСИС и Юго-западного университета науки и технологий (Китай) разработали метод переработки известковых отходов в цемент с высокими прочностными характеристиками — ангидрит (CaSO₄). Это безводная форма сульфата кальция, как встречающаяся в природе, так и синтезированная.

Самостоятельно полученный цемент не обладает пластичностью. Для улучшения его сжимающих свойств исследователи включили добавки из портландцемента, сульфата калия и гидроксида кальция.

Мы нашли способ перерабатывать загрязняющие окружающую среду отходы в прочный строительный материал с чистотой до 99,8%. Из остатков извести мы сделали аналог цемента, который может быть использован для строительства домов, дорог или других объектов. Также отмечу, что побочные продукты, образующиеся на стадии центрифугирования синтетической суспензии ангидрита, могут использоваться в качестве удобрения. Такой фильтрат содержит растворенные соли, которые способствуют увеличению массы корневой системы и сухой массы растения, что делает его эффективным микроудобрением. Следовательно, весь процесс получения ангидрита практически безотходный.

• Дмитрий Московских, соавтор исследования, к.т.н., директор НИЦ «Конструкционные керамические наноматериалы» НИТУ МИСИС

В перспективе ученые планируют увеличить эффективность процесса и уменьшить затраты, а также адаптировать технологию для переработки различных видов отходов, что сделает ее применимой на предприятиях по всему миру.

Исследование опубликовано в журнале Engineering Reports (Q2).

Фото на обложке: НИТУ МИСИС