Информация •Аналитика •Публикации •Проекты •Законы •Персоны •Инвестиции
Химики получили стройматериалы из отходов ТЭЦ
18.03.2024

Химики получили стройматериалы из отходов ТЭЦ

Экологичный способ утилизации отходов тепловых электростанций предложили российские ученые. Они разработали технологию, которая позволяет с помощью механической обработки получать геополимер из золы с примесью карбоната кальция. Полученный продукт пригоден для использования в строительстве, сообщила пресс-служба Санкт Петербургского государственного университета.

Высококальциевые золы и шлаки могут применяться в качестве цементов, а низкокальциевые – как заполнители в бетонных смесях. Однако в настоящее время такой утилизации подвергается не более 10 % производимых отходов. При этом объем твердых отходов угольных теплоэлектростанций (ТЭЦ) в России сегодня оценивается в 1,5 2 миллиарда тонн – эти «свалки» занимают площадь более 20 тысяч кв. км.

По мнению исследователей, некоторые экологические проблемы помогут решить геополимеры. Например, эти стройматериалы могут стать более экологичной альтернативой цементу и бетону, так как постройки из них будут более эффективными и долговечными. Кроме того, геополимеры обладают комплексом ценных физико-химических свойств, что позволяет создавать на их основе материалы для огне- и теплозащиты, очистки сточных вод, а также матрицы для захоронения радиоактивных отходов.

Однако, по словам химиков, этот метод имеет и недостаток: не все золы при взаимодействии со щелочным агентом дают материалы необходимого качества. Для решения этой проблемы исследователи применяют интенсивную механообработку в мельницах-активаторах либо используют различные добавки к золе.

Ученые же Санкт Петербургского государственного университета (СПбГУ) и Института химии и технологии редких элементов и минерального сырья имени И.В. Тананаева Кольского научного центра РАН (ИХТРЭМС КНЦ РАН) впервые изучили влияние одновременно двух этих факторов на получение геополимеров.

«Наши исследования показали, что если в качестве добавки взять карбонат кальция СаСО3 (кальцит), то проявляется так называемый синергетический эффект. Другими словами, механическая обработка смеси золы и кальцита перед получением геополимеров повышает прочность намного больше, чем суммарный вклад механической обработки золы и введения карбонатной добавки, примененных раздельно», – рассказала автор исследования, профессор кафедры химической термодинамики и кинетики СПбГУ Ирина Зверева.

Для лучшего понимания этого процесса ученые также рассмотрели влияние добавок к золе карбонатов других металлов: магния, стронция и бария – соседей кальция в периодической системе химических элементов. Эксперименты показали, что карбонат магния взаимодействует со щелочью наиболее активно, а карбонаты стронция и бария практически инертны. Кальцит же занимает промежуточное положение, которое обеспечивает геополимерам наибольшую эффективность.

Кроме того, кальцит – один из самых доступных минералов, повсеместно встречающийся в виде известняков, мела, мрамора, ракушечников. Поэтому его применение в составе геополимеров может быть не только экологически, но и экономически выгодно – такая технология позволит получать прочный, но при этом недорогостоящий материал.

Источник: https://наука.рф

Фото: freepik

Вышел новый номер журнала Строительство!
скачать журнал
нет, спасибо