+7 (345)256-83-55
Инженерные изыскания
Проектная документация
Услуги инжиниринга
Геополимерные технологии превращают переработанное стекло и строительные отходы в прочный и экологичный строительный материал
Авторский материал
В условиях стремительного роста населения и расширения городов строительная активность достигла рекордных масштабов, оказывая всё большее давление как на природные ресурсы, так и на экологию. Несмотря на развитие технологий, обычный портландцемент остаётся ключевым материалом современной инфраструктуры и наиболее эффективным способом укрепления грунтов — при этом он остаётся одним из главных источников выбросов углекислого газа.
Одновременно с этим растёт объём строительных отходов, отправляемых на полигоны. В такой ситуации становится критически важным найти решения, которые одновременно снизят зависимость от цемента и позволят рационально использовать промышленные отходы.
Чтобы ответить на этот вызов, учёные из Японии представили устойчивую альтернативу — геополимерный укрепитель грунта, созданный на основе строительных отходов (облицовочного порошка — SCP) и диоксида кремния (ES), полученного из переработанного стекла. Исследование опубликовано в журнале Cleaner Engineering and Technology.
Сочетание SCP и ES позволило создать прочный геополимерный материал, способный увеличивать прочность на сжатие грунта до уровня выше 160 кН/м², что превышает строительные нормативы. Тепловая обработка SCP при температуре 110 °C и 200 °C оказалась важным этапом, который повысил реакционную способность материала и позволил снизить его расход без потери эффективности.
По мнению исследователей, данный подход стал значительным прорывом в области устойчивых строительных материалов. Разработка укрепителя грунта из двух видов промышленных отходов позволяет не только достичь требуемых технических характеристик, но и одновременно решает проблемы утилизации строительного мусора и снижения выбросов CO₂.
Одним из ключевых аспектов работы стала оценка экологической безопасности нового материала. На начальных этапах в образцах наблюдалось вымывание мышьяка, частично связанное с содержанием стеклянного наполнителя. Однако благодаря добавлению гидроксида кальция исследователям удалось устранить эту проблему: химическая реакция привела к образованию стабильных соединений кальция и мышьяка, исключающих загрязнение окружающей среды.
Разработанная технология имеет широкий спектр применения. В городском строительстве её можно использовать для укрепления слабых грунтов под дорогами, зданиями и мостами — без применения углеродоёмкого цемента. Особенно актуальна она для районов с проблемными глинистыми почвами, где традиционные методы укрепления дорогие и экологически невыгодные.
Кроме того, в зонах с повышенной сейсмической активностью или подверженных стихийным бедствиям материалы на основе геополимеров могут применяться для быстрой стабилизации грунта в экстренных ситуациях. В развивающихся странах технология способна стать основой малобюджетного строительства: из укреплённого грунта можно изготавливать строительные блоки, заменяя кирпич или бетон и снижая углеродный след.
Для строительной отрасли, находящейся под давлением требований по декарбонизации, геополимерный укрепитель открывает возможность применять более экологичную альтернативу цементу без ущерба прочности и надёжности. А для компаний, занимающихся геотехническими работами, важны его устойчивость к воздействию сульфатов, хлоридов и циклов замораживания-оттаивания, что позволяет использовать материал в агрессивных условиях.
Снижение потребления портландцемента также способствует выполнению стандартов «зелёного» строительства и достижению целей по сокращению выбросов углерода. В странах с углеродным регулированием за счёт этого могут открыться возможности получения налоговых и экологических льгот, повышая экономическую привлекательность технологии.
По словам авторов исследования, за разработкой стоит более широкая идея: использование доступных и недорогих отходов не просто как сырья, а как ресурса с высокой инженерной ценностью в условиях ограниченности природных ресурсов.
Эти результаты свидетельствуют о возможной трансформации строительной отрасли: миллионы тонн строительного мусора можно будет превратить в ценные материалы, одновременно снижая долю цемента, на который приходится 7–8% глобальных выбросов CO₂. На фоне растущего мирового спроса на инфраструктуру именно такие инновации становятся ключом к более устойчивому и ответственному будущему.
Чтобы ответить на этот вызов, учёные из Японии представили устойчивую альтернативу — геополимерный укрепитель грунта, созданный на основе строительных отходов (облицовочного порошка — SCP) и диоксида кремния (ES), полученного из переработанного стекла. Исследование опубликовано в журнале Cleaner Engineering and Technology.
Сочетание SCP и ES позволило создать прочный геополимерный материал, способный увеличивать прочность на сжатие грунта до уровня выше 160 кН/м², что превышает строительные нормативы. Тепловая обработка SCP при температуре 110 °C и 200 °C оказалась важным этапом, который повысил реакционную способность материала и позволил снизить его расход без потери эффективности.
По мнению исследователей, данный подход стал значительным прорывом в области устойчивых строительных материалов. Разработка укрепителя грунта из двух видов промышленных отходов позволяет не только достичь требуемых технических характеристик, но и одновременно решает проблемы утилизации строительного мусора и снижения выбросов CO₂.
Одним из ключевых аспектов работы стала оценка экологической безопасности нового материала. На начальных этапах в образцах наблюдалось вымывание мышьяка, частично связанное с содержанием стеклянного наполнителя. Однако благодаря добавлению гидроксида кальция исследователям удалось устранить эту проблему: химическая реакция привела к образованию стабильных соединений кальция и мышьяка, исключающих загрязнение окружающей среды.
Разработанная технология имеет широкий спектр применения. В городском строительстве её можно использовать для укрепления слабых грунтов под дорогами, зданиями и мостами — без применения углеродоёмкого цемента. Особенно актуальна она для районов с проблемными глинистыми почвами, где традиционные методы укрепления дорогие и экологически невыгодные.
Кроме того, в зонах с повышенной сейсмической активностью или подверженных стихийным бедствиям материалы на основе геополимеров могут применяться для быстрой стабилизации грунта в экстренных ситуациях. В развивающихся странах технология способна стать основой малобюджетного строительства: из укреплённого грунта можно изготавливать строительные блоки, заменяя кирпич или бетон и снижая углеродный след.
Для строительной отрасли, находящейся под давлением требований по декарбонизации, геополимерный укрепитель открывает возможность применять более экологичную альтернативу цементу без ущерба прочности и надёжности. А для компаний, занимающихся геотехническими работами, важны его устойчивость к воздействию сульфатов, хлоридов и циклов замораживания-оттаивания, что позволяет использовать материал в агрессивных условиях.
Снижение потребления портландцемента также способствует выполнению стандартов «зелёного» строительства и достижению целей по сокращению выбросов углерода. В странах с углеродным регулированием за счёт этого могут открыться возможности получения налоговых и экологических льгот, повышая экономическую привлекательность технологии.
По словам авторов исследования, за разработкой стоит более широкая идея: использование доступных и недорогих отходов не просто как сырья, а как ресурса с высокой инженерной ценностью в условиях ограниченности природных ресурсов.
Эти результаты свидетельствуют о возможной трансформации строительной отрасли: миллионы тонн строительного мусора можно будет превратить в ценные материалы, одновременно снижая долю цемента, на который приходится 7–8% глобальных выбросов CO₂. На фоне растущего мирового спроса на инфраструктуру именно такие инновации становятся ключом к более устойчивому и ответственному будущему.
Получите развернутую консультацию и коммерческое предложение уже сегодня
Остались вопросы?
Я ознакомлен(а) с политикой обработки персональных данных, размещенной на сайте, и даю согласие на обработку персональных данных.
ООО "ПРОМЫШЛЕННЫЙ
КОНСАЛТИНГ"
КОНСАЛТИНГ"
info@pk-tmn.ru
+7 (345) 256-83-55
625023, Тюменская обл.,
г. Тюмень, ул. Одесская, д.9
г. Тюмень, ул. Одесская, д.9
