В Пермском национальном исследовательском политехническом университете создали инновационную сухую строительную смесь для самовыравнивающихся полов на основе фторангидрита. Это побочный продукт производства плавиковой кислоты, которую применяют при производстве микрочипов и полупроводников, а также для получения высокочистых металлов.
Фторангидрит используют в промышленности для придания вязкости строительным смесям. Из-за сложности переработки его почти не утилизируют, поэтому он хранится на полигонах и создает экологические проблемы. Ежегодно в России накапливается до 350 тысяч тонн этого вида отходов. Однако команда ученых Пермского Политеха сумела превратить промышленный мусор в высококачественный строительный материал с улучшенными характеристиками.
«Сначала мы использовали высокопрочный гипс в качестве основного компонента, добавляя в него 15% фторангидрита. Это позволило получить смесь с улучшенными прочностными характеристиками. Для усиления ее свойств использовались специальные вещества-активаторы — зола-унос, портландцемент и сульфат марганца. В результате прочность готовой смеси повысилась на 46%, а коэффициент размягчения составил не менее 0,75 — это говорит о хорошей водостойкости готового материала», — рассказал доцент кафедры «Строительный инжиниринг и материаловедение» ПНИПУ, кандидат технических наук Степан Леонтьев.
Чтобы улучшить характеристики смеси, ученые добавили к ней суперпластификатор — для улучшения подвижности раствора, пеногаситель — для предотвращения образования в растворе воздушных пузырей, замедлитель схватывания на основе лимонной кислоты, а также эфир целлюлозы — для повышения водоудерживающей способности и пластичности.
«Метод математического планирования эксперимента помог определить точные пропорции добавок, которые обеспечат высокую текучесть смеси, — 260 мм по Суттарду, отличную адгезию к бетонному основанию — более 0,98 МПа, прочность на сжатие через 28 дней — до 22,7 МПа, а также отсутствие усадочных деформаций. Испытания показали, что новая сухая смесь не уступает по качественным характеристикам продуктам, имеющимся на рынке строительных материалов», — комментирует аспирант кафедры «Строительный инжиниринг и материаловедение» ПНИПУ Андрей Талейко.
Таким образом, данная разработка открывает новые горизонты для применения техногенных отходов в строительной сфере. Она даст возможность снизить себестоимость продукции без ухудшения ее качества и решит вопрос утилизации образующихся отходов. Исследование опубликовано в научном журнале Constructionand Geotechnics.
Проект реализуется в рамках программы Минобрнауки России «Приоритет-2030» (национальный проект «Молодежь и дети»).
