حصل علماء من جامعة جنوب الأورال الحكومية على براءة اختراع لخرسانة فريدة ذاتية التنظيف تعتمد على الحمأة. تعتبر مواد البناء الجديدة آمنة بيولوجيا ويمكن استخدامها للحفاظ على نظافة الجزء الخارجي من المباني.
يمكن لهذه الخرسانة أن تحلل بشكل مستقل الملوثات العضوية الموجودة على سطحها من غازات العوادم والدخان والانبعاثات الصناعية، والتي يتم بعد ذلك غسلها بسهولة عن طريق المطر. معجزة هذا التحول تأتي من الحمأة المضافة إلى الخليط الخرساني - النفايات الناتجة عن إنتاج الطلاء والورنيش. وعلى الرغم من أن هذا المنتج الثانوي للصناعة الكيميائية ضار، إلا أن هناك العديد من الفوائد التي يمكن استخلاصها منه.
والحقيقة هي أن هذه الحمأة تحتوي في الغالب على الجبس، وهو جزء من مواد رابطة مختلطة للخرسانة. ومع ذلك، بالإضافة إلى خصائصه الرابطة، فإن هذا الجبس فريد من نوعه لأنه يحتوي على ثاني أكسيد التيتانيوم على شكل أناتاز، - وهو معدن طبيعي نادر. في هذا الشكل، يصبح أكسيد التيتانيوم محفزًا ضوئيًا قويًا. يعمل كمسرع للعمليات الكيميائية، ويتم تنشيط ثاني أكسيد التيتانيوم (فقط) تحت تأثير ضوء الشمس، مما يؤدي إلى تحلل المواد الضارة الموجودة على سطح المادة من خلال تفاعل أكسدة قوي إلى مواد غير ضارة - ثم تتم إزالتها بشكل طبيعي في الأحوال الجوية السيئة. وبالتالي، تصبح الحمأة مكونًا رئيسيًا قيمًا ورخيصًا، والأهم من ذلك، للأسطح الخرسانية ذاتية التنظيف..jpg)
«تقول تمارا تشيرنيخ، الأستاذة في قسم مواد ومنتجات البناء بجامعة جنوب الأورال الحكومية: نحن نستخدم الحمأة التي تحتوي بالفعل على ثاني أكسيد التيتانيوم في الشكل النشط للأناتاز. حيث انه من الصعب للغاية استخراجه من هناك؛ فهو مجرد منتج ثانوي لإنتاج الطلاء والورنيش. يستخدم المصنعون التيتانيوم الأبيض، لذلك يوجد أكسيد التيتانيوم بكميات كبيرة في النفايات. في حالتنا هو الجبس العادي، ولكن مع كمية كبيرة من المحفز الضوئي النشط. إن المحفز الضوئي في شكله النقي مكلف للغاية، والحمأة المخصبة به هي منتج رخيص للمعالجة الصناعية يمكن أن يخدمنا بشكل جيد».
أنتج علماء من قسم مواد البناء والمنتجات بجامعة جنوب الأورال الحكومية عينات من بلاط التشطيب من المواد الخام الحمأة من مصنع الطلاء والورنيش في القرم. يتكون من الجبس المعزول من النفايات مع ثاني أكسيد التيتانيوم والأسمنت ومكون بوزولاني (ميكروسيليكا أو الرماد المتطاير) لزيادة مقاومة مادة البناء للرطوبة. وفقًا للمطورين، فإن البلاط متين للغاية وخفيف الوزن، ويمكن أن يختلف لونه وملمسه.
كما يستخدم الجبس، المستخرج من حمأة الطلاء والورنيش، كمكون ملزم للتنظيف الذاتي، في ألواح الجدران، وجص الواجهات، والدهانات المعدنية. من المهم أنه بعد المعالجة (التحميص والطحن والتجفيف) تصبح الحمأة مادة خام آمنة تمامًا، ويكون المنتج النهائي غير مكلف للغاية. بالإضافة إلى ذلك، تعتبر مواد البناء الجبسية أكثر صداقة للبيئة مقارنة بالمواد الأسمنتية.
حتى الآن، لم يستخدم أحد في العالم مخلفات الدهانات والورنيش كمصدر للجبس المقاوم للماء مع محفز ضوئي طبيعي لإنتاج خرسانة البناء ذات خصائص التنظيف الذاتي. تم دفع علماء جامعة جنوب الأورال الحكومية لتطوير الفكرة بسبب مشكلة بيئية طويلة الأمد. في تشيليابينسك، على أراضي مصنع الطلاء والورنيش السابق، كانت هناك خزانات الحمأة - «حمامات» مع مادة لزجة حمضية بعمق ثلاثة أمتار لأكثر من عشرين عاما. تقع السهول الفيضية لنهر مياس على مقربة من النفايات الصناعية التي تتساقط في مجرى النهر مع الأمطار وتسمم حيوانات النهر. يكون مستوى الرقم الهيدروجيني للحمأة منخفضًا جدًا لدرجة أنه بسبب التحمض المفرط للتربة المحيطة، تموت أي نباتات في المنطقة. يخطط مطورو تشيليابينسك لإعادة تدوير تراكمات الحمأة المحلية لإنتاج خرسانة مبتكرة ذاتية التنظيف، مع حل مشكلة بيئية خطيرة أيضًا.Проект реализуется в рамках нацпроекта يتم تنفيذ
المشروع في إطار المشروع الوطني «العلوم والجامعات».