Российские ученые нашли способ создать высокопрочную «зеленую» замену бетону

Ученые из Института химии силикатов имени Гребенщикова (филиал НИЦ «Курчатовский институт», Санкт-Петербург) выяснили, что прочность геополимеров — экологичной альтернативы бетону — можно повысить в 1,5 раза, используя частицы в форме трубок. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Ceramics International.

Геополимеры получают химической активацией природного или искусственного сырья, содержащего кремний и алюминий (например, глины и промышленные отходы). В отличие от традиционного бетона, их производство не связано с большими выбросами углекислого газа (на цемент приходится 5–8% мировых выбросов CO2). Кроме того, геополимерная смесь дольше сохраняет пластичность, быстро затвердевает и меньше подвержена трещинам, что позволяет создавать объекты сложной формы. Однако до сих пор геополимеры широко не применялись из-за недостаточной изученности процесса затвердевания.

Исследователи Ольга Голубева и Андрей Алексеев изучили влияние формы частиц (пластинки, трубки и сферы размером от 0,1 до 17 микрометров) на свойства геополимеров. Опыты показали, что использование частиц-трубок ускоряет затвердевание и повышает прочность материала в 1,5 раза по сравнению с традиционным бетоном. Ученые отметили, что управление формой частиц позволяет гибко настраивать свойства геополимеров, что особенно важно для строительства в условиях Арктики.