В Белгороде создали новый "программируемый" цемент

МОСКВА, 29 июн – РИА Новости. Новый состав цемента с добавлением отходов пищевой промышленности предложили ученые НИУ "БелГУ" совместно с коллегами из БГТУ им. В.Г. Шухова. По словам специалистов пресс-службы НИУ "БелГУ", использование побочного продукта, который образуется при производстве лимонной кислоты, дает возможность точно регулировать время схватывания и отверждения строительного материала. Такой подход особенно важен для отрасли, где от удобства работы с составом нередко зависит качество и скорость строительства.

В качестве перспективной замены традиционному цементу ученые называют шлакощелочные вяжущие — материалы, создаваемые на основе отходов металлургического производства или продуктов, остающихся после сжигания твердого топлива. Подобные разработки помогают не только находить полезное применение промышленным остаткам, но и расширять возможности строительной химии. Кроме того, они открывают путь к созданию более устойчивых и экономичных технологий, которые могут быть востребованы в массовом строительстве и производстве строительных смесей.

Переписанный текст:

Однако, в отличие от традиционного строительного портландцемента, такие составы отличаются крайне непредсказуемой скоростью отверждения: одна и та же смесь может схватываться буквально за несколько минут либо, напротив, сохранять пластичность на протяжении многих часов. Это делает их удобными для одних задач, но одновременно создает сложности при практическом применении в строительстве, где особенно важны точность и стабильность характеристик, рассказал один из авторов разработки, заведующий лабораторией физико-химических методов исследования растений Национального исследовательского университета «БелГУ» Иван Никулин.

При этом исследователи университета выяснили, что процесс застывания альтернативного цемента можно заранее настраивать. Для этого в состав вводят цитрогипс — побочный продукт производства лимонной кислоты, которая широко применяется в пищевой промышленности как регулятор вкуса и консервант, в том числе в составе лимонадов, майонеза и различных маринадов. Такое решение позволяет не только управлять временем твердения, но и эффективнее использовать промышленные отходы.

По словам ученых, подобный подход открывает новые возможности для создания более технологичных и экологичных строительных материалов. В перспективе это может сделать производство цементных составов более гибким, а их применение — более удобным и предсказуемым на разных этапах строительных работ.

Сегодня этот крупнотоннажный побочный продукт обычно направляют либо на получение сульфата аммония, который используется в составе минеральных удобрений, либо на производство мела, применяемого в медицине, при выпуске зубных паст и в целлюлозно-бумажной отрасли. Однако, по словам Ивана Никулина, предлагаемый подход позволяет отказаться от дополнительной химической обработки цитрогипса и использовать его без переработки, то есть «как есть». Такой вариант не только упрощает технологическую цепочку, но и делает обращение с сырьем более экономичным и экологичным.

Специалист отметил, что разработанная технология уже практически готова к промышленному внедрению. Кроме того, она может найти применение при изготовлении бетонных и растворных смесей, для которых особенно важны стабильные и прогнозируемые сроки твердения. Это открывает дополнительные возможности для строительной отрасли и способствует более эффективному использованию вторичных ресурсов.

Если решение будет масштабировано, цитрогипс сможет стать востребованным компонентом в производстве строительных материалов и снизить объемы отходов, подлежащих сложной утилизации.

Современные строительные материалы все чаще создаются с учетом не только прочности, но и возможности точной настройки технологических свойств. В этой связи особый интерес представляет разработанное шлакощелочное вяжущее, которое позволяет «задавать» нужные сроки схватывания и подбирать состав под конкретные производственные задачи. По словам Никулина, введение цитрогипса заметно влияет на поведение материала: начало схватывания сокращается на 39,7–51%, а окончание — на 12,5–27% по сравнению с составом без этой добавки.

При этом новый материал демонстрирует достаточно высокие прочностные характеристики. Показатель прочности на сжатие находится в диапазоне 28,7–32,8 мегапаскаля, что сопоставимо с портландцементом третьего класса прочности. Такой уровень позволяет рассматривать разработку как перспективную основу для изготовления не только штукатурных смесей, но и тротуарной плитки, элементов благоустройства, а также лестничных маршей и других строительных изделий.

Таким образом, новая технология может найти применение там, где важны одновременно экономичность, управляемость процесса твердения и надежность готового материала. Это делает шлакощелочное вяжущее интересным решением для производства широкого спектра строительной продукции.

Исследование и практическая разработка были реализованы при поддержке Министерства высшего образования и науки Российской Федерации, что обеспечило необходимую научную и организационную основу для выполнения проекта. В ходе работы были достигнуты значимые результаты, представляющие интерес для дальнейшего применения в научной и прикладной сферах. Разработка прошла правовую защиту и подтверждена патентом, действующим на территории России, что свидетельствует о ее новизне, актуальности и практической ценности. Кроме того, наличие патентной охраны подчеркивает высокий уровень проработки решения и его перспективность для внедрения в соответствующие области.

Источник и фото - ria.ru