Как осуществить технологический переворот в строительстве

Не удивляйтесь, но обычный песок и золы ТЭЦ – это перспективный ресурс, способный произвести революцию в строительной индустрии. Если, конечно, подойти к  его использованию с продвинутых научных позиций. Директор ИХТТМ СО РАН академик Николай Ляхов, выступая на конференции в честь Дня российской науки, по этому поводу заметил: «Всё строительство, так или иначе, стоит на порошках, из которых что-то делают. Возможно, наши достижения в области механохимии будут очень полезны в этой сфере».

О чем, собственно, идет речь? Относительно недавно в правительстве НСО рассмотрели вопрос об импортозамещении в строительстве. Проблема эта назрела давно и до сих пор является весьма актуальной.

По словам Николая Ляхова, из-за рубежа завозится практически всё, в том числе – сухие строительные смеси. Завозят их даже из Турции. Курьез здесь в том, что строительные смеси на 70% состоят из… песка. То есть мы тоннами завозим в страну турецкий песок! Разве не абсурд?

Конечно, в регионах (в том числе и в Новосибирской области) создаются предприятия по выпуску строительных материалов, включая и сухие строительные смеси. Но пока еще, по мнению Николая Ляхова, данный процесс разворачивается недостаточно активно. В идеале же развитие данного процесса было бы целесообразно увязать с теми научными наработками, которыми располагает на сегодняшний день ИХТТМ СО РАН. И если бы Новосибирск активно взялся за внедрение инноваций в строительной сфере, то тем самым было бы положено начало реальному технологическому перевороту.

Напомним, что в ИХТТМ СО РАН с помощью механохимических методов разработаны способы получения чистого силикатного вяжущего для изготовления качественных строительных материалов. Силикатное вяжущее представляет собой натриевое жидкое стекло с отвердителем – экологически чистыми минеральными добавками. В Институте уже разработали безавтоклавные способы получения натриевого жидкого стекла с использованием широкого спектра силикатосодержащих материалов. Основными компонентами в данном случае являются щелочь, кварц, песок, которые подвергаются механохимической обработке на специальных мельницах. Энергозатраты здесь существенно ниже, чем при изготовлении цемента (где необходимы высокие температуры – до 1400 градусов). Важно и то, что силикатное вяжущее можно делать из собственного, местного сырья, рассматривая его как современную альтернативу цементу и другим вяжущим. На «выходе» вы получаете огнестойкий и абсолютно экологичный материал.

По замечанию Николая Ляхова, спектр применения силикатного вяжущего достаточно широк. Например, его используют для производства низкотемпературного керамзита – достаточно прочного и энергоэффективного стенового материала, не уступающего обычному керамзиту.

Также с использованием силикатного вяжущего можно получать зольный кирпич, различные декоративные плитки (типа «искусственного гранита» и «искусственного мрамора»). Причем, в дело вполне могут пойти промышленные отходы (золы и шлаки).

Кроме этого предлагается экологически безопасная замена привычных для нас древесно-стружечных плит (ДСП). Как известно, при производстве ДСП используются фенолформальдегидные смолы, опасные для здоровья. Надо сказать, что во всем мире при производстве аналогичных плит и разного рода отделочных материалов достаточно широко используется известная нам «эпоксидка». Так вот, с помощью силикатного вяжущего можно производить из опилок, древесных стружек, коры и рисовой шелухи экологически чистые, достаточно прочные, к тому же огнестойкие и водостойкие плиты. По словам Николая Ляхова, из такого материала можно даже делать безопасную для здоровья посуду.

Еще одно важное направление, очень актуальное конкретно для Новосибирска – это переработка золошлаковых отходов ТЭЦ. В частности, в ИХТТМ СО РАН разработаны технологии получения на основе ЗШО зольного кирпича и мелкозернистого бетона. Особо ценным сырьем в этом плане представляются золы уноса, которые до сих пор производятся на новосибирской ТЭЦ-3, где устроен сухой золоотвал. Для того чтобы организовать переработку такого материала, гигантских сумм не потребуется, считает Николай Ляхов. Всю золу уноса ТЭЦ-3 мы можем успешно использовать в городском хозяйстве. По крайней мере, для некритичного, не очень ответственного строительства.

Еще в 1980-90-х годах на основе изучения физико-химических и физико-механических свойств грунтозольных смесей специалистами Института была разработана технология производства на их основе грунтозолобетона, который можно использовать для строительства временных дорог, конкретно – для осуществления так называемого «ямочного» ремонта дорожного покрытия. Такой ремонт совсем несложно осуществлять сразу после схода снега, поскольку указанный материал вполне совместим с влагой. Кроме того, используемое здесь вяжущее обладает исключительной морозостойкостью. В лабораторных условиях оно выдержало 100 циклов замораживания и размораживания – чего нельзя сказать ни об одной из известных марок бетона.

Отметим, что специалисты ИХТТМ СО РАН идут еще дальше, предлагая совершенно нетривиальное использование зол уноса.

В ходе исследований было установлено, что замещение 10% цемента золой фракцией до 20 мкм приводит к увеличению прочности бетона в полтора раза, заполнению микропор и снижению вероятности появления трещин.

Еще одна принципиально важная разработка связана со способами защиты базальтовой фибры (применяемой для армирования бетона вместо железной арматуры) с помощью специального состава, куда входят, например, титановые белила. Базальтовое волокно нестойко в щелочной среде, и повышение его щелочестойкости ведет к улучшению механических характеристик строительного материала и увеличению сроков его эксплуатации. Если же такое защищенное (модифицированное) волокно совместить с новыми вяжущими, то, как утверждает Николай Ляхов, мы сможем вообще совершить переворот в технологиях строительства.

В общем, у Новосибирска есть шанс не просто выбиться в лидеры по сдаче квадратных метров (чем обычно гордятся местные руководители), но и совершить технологическую революцию в сфере строительства. В том случае, конечно же, если в руководстве области и города услышат, наконец, наших ученых.

Олег Носков