Улучшить строительные материалы с пользой для экологии смогли ученые Южно-Уральского государственного университета. Они добавили осадок очистных сооружений водопровода в глиняную шихту и получили на выходе прочную керамику, производство которой можно наладить в промышленных масштабах. Результаты исследования опубликованы в высокорейтинговом журнале «Materials» (Q1).
Для экологии и строительства
В современном городском водном хозяйстве на станциях подготовки питьевой воды образуется осадок – результат обработки природной воды коагулянтами. Осадки имеют высокое содержание воды и образуются в значительных объемах – до 5 % от производительности станции. В Челябинске такие осадки перекачиваются на очистные сооружения канализации, но вместо этого их можно эффективно использовать в строительной отрасли после обезвоживания.
Отделение осадка благоприятно скажется на экологии. Саму же сухую массу, если получить ее правильным путем, можно использовать для улучшения свойств строительных материалов. Эффективность такого способа доказали ученые Южно-Уральского государственного университета.
Прочнее и быстрее
Над проблемой несколько лет работали исследователи Архитектурно-строительного института ЮУрГУ. В первую очередь было необходимо решить вопрос с обезвоживанием осадка, поскольку от способа отделения зависело его влияние на свойства керамики, получаемой из глиняной шихты. В результате сотрудничества кафедр «Градостроительство, инженерные сети и системы» и «Строительные материалы и изделия» АСИ ЮУрГУ исследовательская группа под руководством к.х.н., доцента Марины Белкановой и к.т.н. Александра Орлова определила, что полученный методом замораживания-оттаивания осадок в количестве 4% позволяет снизить температуру обжига сформованного материала, а также снижает чувствительность к сушке и ускоряет ее процесс.
.png)
На фото: образцы керамики, полученной при добавлении осадка сточных вод
«Мы комплексно рассмотрели процесс получения осадка и его использования для модифицирования строительных материалов. В работах, которые мы изучали для проведения исследования, были отражены результаты только одной части процесса. Разумеется, практика модифицирования керамики строительным материалом существует, в Америке таким образом получают керамзит. Однако в России подобные опыты почти не проводились, а на материале Челябинска работа не велась вовсе», – рассказал Александр Орлов.
Проверка на универсальность
Исследование проводилось на лабораторном оборудовании кафедры: использовались гидравлический пресс, печь, дериватограф. Полученные данные об улучшении свойств керамики затем проверили в лаборатории челябинского завода, специализирующегося на производстве керамических блоков и кирпичей. Результаты обоих экспериментов совпали.
.png)
На фото: к.т.н. А. А. Орлов
Перспективные результаты ученые ЮУрГУ намерены использовать, взяв за основу отходы станции водоподготовки, расположенной в Санкт-Петербурге. Осадок, по предварительным данным, совпадает по химическому составу с полученным в Челябинске. Если после его добавления в глиняную шихту исследователи получат керамику с улучшенными свойствами, то предложенный исследователями ЮУрГУ способ можно будет назвать универсальным для работы с отходами станций водоподготовки по всей России.
Потенциально внедрение такого способа очистки отходов и использования осадка может заинтересовать предприятия, выпускающие строительные материалы. В таком случае результаты исследования ученых ЮУрГУ будут полезны в сфере ресурсосбережения, экологии и строительства.
Южно-Уральский государственный университет (ЮУрГУ) – это университет цифровых трансформаций, где ведутся инновационные исследования по большинству приоритетных направлений развития науки и техники. В соответствии со стратегией научно-технологического развития РФ университет сфокусирован на развитии крупных научных междисциплинарных проектов в области цифровой индустрии, материаловедения и экологии. В Год науки и технологий примет участие в конкурсе по программе «Приоритет–2030». Вуз выполняет функции регионального проектного офиса Уральского межрегионального научно-образовательного центра мирового уровня (УМНОЦ).
СМИ о нас:
РИА Новости: Из грязи — в керамику: ученые улучшили кирпичи с помощью сточной воды
Менделеевские новости: Ученые улучшили кирпичи с помощью сточной воды
Хайтек: Керамику научились создавать из отходов сточных вод
Деловой квартал: Пластик из крахмала и кирпичи из грязи: челябинские ученые открыли новые промматериалы
Популярная механика: Сточные воды помогли улучшить керамику и сделать её прочнее
Planet Today: Ученые улучшили керамику при помощи сточных вод
Правда.Ру: В России научились создавать керамику из отходов сточных вод
ИА Красная Весна: Российские исследователи улучшили свойства керамики отходами водопроизводства
БИОТЕХ 2030: ИЗ ГРЯЗИ — В КЕРАМИКУ: УЧЕНЫЕ УЛУЧШИЛИ КИРПИЧИ С ПОМОЩЬЮ СТОЧНОЙ ВОДЫ
Рамблер: Из грязи — в керамику: ученые улучшили кирпичи с помощью сточной воды
Система подбора новостей: В России научились создавать керамику из отходов сточных вод
DP73.SPB.RU: В России научились создавать керамику из отходов сточных вод
Популярная механика: Сточные воды помогли улучшить керамику и сделать её прочнее
Pcnews: Сточные воды помогли улучшить керамику и сделать её прочнее