Прочную и более экологичную альтернативу цементу с управляемым затвердеванием создали в... — 20 августа 2026 г. в 10:00:08.002
Прочную и более экологичную альтернативу цементу с управляемым затвердеванием создали в Белгороде Новый стройматериал с контролируемым затвердеванием, представляющий собой более экологичную и долговечную альтернативу обычному цементу, разработали исследователи из Белгородского национального исследовательского университета (НИУ «БелГУ») совместно с коллегами из Белгородского государственного технического университета им. В.Г. Шухова. Управлять застыванием строительной смеси на основе доменного шлака позволяет необычная добавка из отходов производства лимонной кислоты. Недостаток классического цемента заключается в том, что его производство загрязняет окружающую среду выбросами углекислого газа. Более экологичная и долговечная альтернатива — вяжущие из молотого доменного шлака. Но у них есть своя слабая сторона — плохо контролируемое затвердевание. Чтобы запустить процесс застывания этих материалов, нужно добавить щелочь. Но если перемалывать шлак с щелочью мокрым способом, полученная смесь затвердевает настолько стремительно, что с ней практически невозможно работать. А если выбрать сухой помол и только затем добавлять воду, материал, наоборот, застывает крайне медленно. «Приручить» капризный стройматериал ученым удалось благодаря необычной добавке — цитрогипсу. Это мелкий порошок, представляющий собой побочный продукт биохимического производства лимонной кислоты. Добавление этого компонента в сырье позволило контролировать процесс затвердевания материала, не снижая его прочности. Кроме того, новый подход решает проблему накопления огромного количества отходов производства лимонной кислоты. О разработке корреспонденту «Научной России» рассказал руководитель проекта, директор Инжинирингового центра НИУ «БелГУ», кандидат физико-математических наук Иван Сергеевич Никулин. Директор Инжинирингового центра НИУ «БелГУ», кандидат физико-математических наук Иван Сергеевич Никулин. «Идея для исследования возникла из потребности решить ключевую проблему шлакощелочных вяжущих — их непредсказуемость во времени застывания. Мы искали доступный регулятор, который мог бы тонко настраивать этот процесс, и обратили внимание на цитрогипс, — пояснил И.С. Никулин. — Мы предлагаем принципиально новый подход к применению цитрогипса. Сейчас он перерабатывается в сульфат аммония для удобрений, мел для медицины, а также используется в производстве зубных паст и бумаги, но во всех этих случаях его подвергают дополнительной химической обработке. Мы первыми предлагаем использовать его “как есть”, без переработки, непосредственно в строительной химии для управления схватыванием бетонных смесей». Согласно новой технологии, в сильно измельченный доменный шлак добавляется цитрогипс в количестве 1,5–2,5 масс. % (процентов от общей массы получаемой смеси), после чего они перемешиваются в течение одной–двух минут. Далее в полученную твердофазную смесь в течение трех минут добавляется свежеприготовленный щелочной раствор, полученный путем смешивания щелочного активатора с водой. Параллельно с введением щелочного раствора все компоненты перемешиваются до однородного состояния. Лабораторная проверка нового подхода показала, что добавление цитрогипса примерно вдвое сокращает время до начала затвердевания строительной смеси. Длительность самого процесса застывания при этом можно контролировать: изменяя дозировку цитрогипса, можно ускорить затвердевание материала для срочной работы или замедлить его — например, если смесь нужно предварительно куда-то перевезти.