Особенности продукта
Новая технология снижает углеродный след в строительной отрасли благодаря полному отказу от использования портландцемента. Производство устаревшего материала влечет выброс до 900 кг углекислого газа на тонну продукции. Новый подход не производит выбросов, а даже поглощают CO2 из атмосферы. Можно лишиться до 50 кг углекислого газа на тонну готового материала ежегодно.
Все дело в использовании вторичного сырья вместо традиционных материалов. В производстве применяются:
Отвалы карьеров и шахт, содержащие минералы с высоким содержанием оксидов кальция и магния.
Строительный мусор после демонтажа зданий, включая бетонный лом и керамические отходы.
Металлургические шлаки доменного и сталеплавильного производства.
Золошлаковые отходы угольных электростанций с высокой реакционной способностью.
Особенности производства
Сперва отходы интенсивно измельчаются на специальных мельницах производительностью до 5 тонн в час. Получаются частицы размером менее 100 микрон. Появляется подходящая поверхность для следующих химических реакций.
Затем продукт разделяется на фракции с помощью воздушных классификаторов, что позволяет точно контролировать гранулометрический состав смеси. Для каждого типа, от тротуарной плитки до теплоизоляционных панелей, подбирается оптимальное соотношение фракций.
Потом наступает черед температурной обработки. Есть два способа того, как это происходит. В печах материал обрабатывается при температуре до 800°C, что активирует минеральные компоненты и формирует прочную структуру. Альтернативный метод – микроволны с частотой 2,45 ГГц для быстрого и равномерного прогрева материала. Это еще и экономно, снижает энергозатраты на 40% по сравнению с традиционным обжигом.
В конце минеральная смесь активируется специально разработанным щелочным раствором на основе силиката натрия и гидроксида калия. Это обеспечивает высокую прочность материала (40-45 МПа при сжатии), формирует пористую структуру, способствующую поглощению CO2. Щелочь еще и дает возможность отказаться от цемента. Как известно, это радикально снижает долю углекислого газа в атмосфере.
Первый образц – тротуарная плитка с повышенной морозостойкостью (более 200 циклов) и теплозвукоизоляционные материалы с коэффициентом теплопроводности 0,038-0,045 Вт/(м·К). Пилотные проекты по ее укладке запланированы на 2025 год в парках и пешеходных зонах Новосибирска.
Дополнительная информация
В настоящее время технология проходит комплексные лабораторные испытания в Климатическом центре НГУ. Ученые работают над:
Оптимизацией рецептур с достижением прочности материала до 45 МПа.
Совершенствованием технологических режимов производства для снижения энергозатрат на 40%.
Увеличением эффективности поглощения CO2 до 50 кг на тонну материала в год.
Тестированием различных видов техногенного сырья из 12 промышленных регионов России.
Каждый образец проходит испытания по 15 параметрам, включая прочность на сжатие, морозостойкость и интенсивность поглощения углекислого газа.
Поддержка проекта
Исследования реализуются на базе карбонового полигона Новосибирской области площадью 2,5 гектара, созданного по инициативе и при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ. Карбоновый полигон оснащен современной лабораторией материаловедения и станцией мониторинга атмосферных газов, что позволяет проводить комплексное изучение новых материалов в реальных климатических условиях.
Технология имеет широкие перспективы применения в строительной отрасли:
Производство строительных блоков прочностью до 40 МПа
Создание облицовочных материалов с показателем морозостойкости более 200 циклов
Изготовление тротуарной плитки с повышенной износостойкостью класса И-7
Производство малых архитектурных форм с интегрированной функцией очистки воздуха
По оценкам экспертов Института строительных материалов РАН, использование промышленных отходов в качестве сырья позволяет достичь тройного эффекта: сократить объемы промышленных отвалов на 15-20% ежегодно, снизить выбросы углекислого газа при производстве строительных материалов на 70-80% и уменьшить себестоимость продукции на 30-40%.
Внедрение российской разработки способствует переходу строительной отрасли к экономике замкнутого цикла. Использование бесцементных материалов не только снижает углеродный след строительства, но и создает новый сегмент рынка переработки промышленных отходов с потенциалом создания более 5000 рабочих мест в ближайшие 5 лет.
Климатический центр НГУ в сотрудничестве с индустриальными партнерами продолжает работу над совершенствованием технологии. К 2025 году планируется запуск первой промышленной линии производительностью 50 000 тонн продукции в год.
