В России создали самоочищающийся бетон

Самоочищающийся бетон на основе сырья, содержащего отходы лакокрасочных материалов, создали и запатентовали ученые ЮУрГУ. Как рассказали в пресс-службе университета, новый строительный материал биологически безопасен и может использоваться для сохранения чистоты внешней отделки зданий.

Исследователи Южно-Уральского государственного университета (ЮУрГУ) сообщили, что такой бетон сможет самостоятельно разлагать на своей поверхности органические загрязнения от выхлопных газов, дыма и промышленных выбросов, которые затем легко смываются дождем.

По словам ученых ЮУрГУ, эффект самоочищения достигается за счет добавления в состав бетонной смеси шлама (порошкообразного продукта. – Прим. ред.) лакокрасочного производства. Шлам содержит гипс, который входит в состав смешанных вяжущих веществ для бетона, и помимо этого богат редкими природными минералами диоксида титана (TiO2).

Работая как ускоритель химических процессов, диоксид титана активизируется под воздействием солнечного света и путем мощной окислительной реакции разлагает на поверхности материала вредные вещества на безопасные компоненты, после чего они естественным образом удаляются в непогоду, например, смываются дождем.«

"Мы используем шлам, в составе которого уже содержится диоксид титана. Извлечь его оттуда очень сложно, это просто побочный продукт лакокрасочной промышленности. Производители используют титановые белила, поэтому в отходах диоксид титана содержится в больших объемах. В нашем случае это обычный гипс, но с большим количеством этого минерала в активной форме (фотокатализатора)", – рассказала профессор кафедры Строительные материалы и изделия ЮУрГУ Тамара Черных.

Она добавила, что фотокатализатор в чистом виде стоит очень дорого, а шлам, обогащенный им, это дешевый продукт промышленной переработки.

Опытные образцы самоочищающегося бетона

Приготовление бетонной смеси

Лаборант-исследователь Полина Кийко облучает ультрафиолетовой лампой образцы бетона для оценки способности к самоочищению

Профессор кафедры Строительные материалы и изделия ЮУрГУ Тамара Черных

Коллектив кафедры «Строительные материалы и изделия» ЮУрГУ в научно-производственной лабораторииОпытные образцы самоочищающегося бетонаПриготовление бетонной смесиЛаборант-исследователь Полина Кийко облучает ультрафиолетовой лампой образцы бетона для оценки способности к самоочищениюПрофессор кафедры Строительные материалы и изделия ЮУрГУ Тамара ЧерныхКоллектив кафедры «Строительные материалы и изделия» ЮУрГУ в научно-производственной лаборатории

Ученые кафедры строительных материалов и изделий ЮУрГУ на базе университета изготовили образцы отделочной плитки из шламового сырья Крымского завода по производству титана. В ее состав вошли: выделенный из отходов гипс с диоксидом титана, цемент и пуццолановый компонент (микрокремнезем или зола-уноса) для увеличения влагостойкости строительного материала.

В пресс-службе ЮУрГУ отметили, что до настоящего времени никто в мире не применял отходы лакокрасочных материалов в качестве источника водостойкого гипса с естественным фотокатализатором для изготовления строительного бетона с самоочищающимися свойствами.

Другой важной особенностью разработки, по словам исследователей из Челябинска, стало то, что после переработки (обжигания, измельчения и высушивания) шлам становится абсолютно безопасным сырьем, а конечный продукт из него выходит недорогим. Кроме того, гипсовые стройматериалы по сравнению с цементными получаются более безопасными для окружающей среды.

К идее разработки самоочищающегося бетона, по словам исследователей из ЮУрГУ, их подтолкнула многолетняя региональная экологическая проблема. В Челябинске на территории бывшего лакокрасочного завода уже более двадцати лет существуют шламонакопители – «бассейны» с кислотной вязкой субстанцией глубиной в три метра.

Пойма главной водной артерии Челябинской области, реки Миасс, находится в непосредственной близости от хранилищ промышленных отходов, которые вместе с дождевой водой попадают в русло реки и отравляют ее фауну.

Уровень кислотности шлама настолько высокий, что из-за чрезмерного закисления окружающей его почвы на местности гибнет любая растительность. Разработчики из Южно-Уральского государственного университета планируют перерабатывать местные накопления шлама для производства инновационного самоочищающегося бетона, решая вместе с тем и серьезную экологическую проблему.

Кроме того, борьба с загрязнениями реки Миасс может способствовать повышению региональной экономической эффективности из-за возможного возрождения рыболовецкого дела, которое в настоящее время, по мнению экспертов ЮУрГУ, в значительной степени утрачено.

По словам ученых челябинского вуза, из-за крайне высокой антропогенной нагрузки водоем, некогда богатый промысловыми рыбами – налимами, щуками, карасями, карпами, на некоторых участках стал фактически необитаемым.

В университете надеются, что внедрение их разработки, кроме чисто экономического эффекта от производства нового строительного материала, сможет улучшить и экологическую ситуацию.