ПНИПУ: разработан новый состав пеностекла для легкого бетона

Ученые Пермского Политеха разработали новый состав пеностекла для легкого бетона, который позволил повысить прочность материала на 27% и снизить риск появления трещин на фасадах. Об этом "Газете.Ru" рассказали в пресс-службе образовательного учреждения.

Легкий пористый бетон широко используют при строительстве энергоэффективных домов благодаря хорошей теплоизоляции. Для этого в смесь добавляют гранулы пеностекла, которые производят из переработанного стекла — бутылок и оконных стекол. Однако у такого материала есть серьезный недостаток: со временем на фасадах могут появляться трещины.

Причиной становится щелочно-силикатная реакция. Когда влага проникает в бетон, щелочи из цемента начинают взаимодействовать с кремнием в составе пеностекла. В результате образуется гель, который впитывает воду, расширяется и постепенно разрушает материал изнутри. Особенно быстро процесс развивается в холодном и влажном климате.

Существующие методы защиты — специальные цементы, гидроизоляция и различные добавки — либо дороги, либо не всегда надежны. Поэтому исследователи решили изменить сам состав пеностекла.

Ключевым компонентом новой разработки стал метакаолин — тонкодисперсный порошок на основе алюмосиликатной глины. В отличие от традиционных порошков, которыми покрывают гранулы пеностекла для предотвращения слипания в печи, метакаолин дополнительно связывает щелочи цемента и мешает запуску разрушительной реакции.

Ученые изготовили три варианта гранул пеностекла: обычные, с диоксидом кремния и с метакаолином. После этого из них сделали бетонные образцы и сравнили их свойства. "Образцы с диоксидом кремния почти не отличались от обычных: их прочность составила 2,7 МПа против 2,6 МПа у контрольного образца. А вот бетон с метакаолином оказался значительно прочнее — 3,3 МПа, то есть на 27% выше. Кроме того, водопоглощение бетона снизилось с 13,7% до 11,9%", — рассказал декан строительного факультета ПНИПУ, кандидат технических наук Виталий Шаманов.

По словам ученых, метакаолин работает как своеобразная "ловушка" для щелочей: его частицы связывают ионы натрия и калия, не позволяя им вступать в реакцию с кремнием стекла.

При этом материал сохранил легкость и теплоизоляционные свойства. Исследователи считают, что технология позволит производить более долговечные строительные блоки и панели без значительного увеличения стоимости.