Ученые НГУ создают экологичню альтернативу цементу для дорожного строительства

Исследование ученых Карбонового полигона НГУ открывает путь к низкоуглеродному строительству с использованием геополимерных вяжущих материалов.

Ученые НГУ создают экологичню альтернативу цементу для дорожного строительства
Иллюстрация: Пресс-служба НГУ

Производство портландцемента, остающегося основным вяжущим в строительной отрасли, вносит значительный вклад в глобальные выбросы парниковых газов, составляя, по оценкам, около 8% антропогенных выбросов CO2. В области стабилизации грунтов и дорожного строительства перспективной альтернативой традиционным цементам являются геополимерные вяжущие.

Эффективность их применения зависит от свойств обрабатываемого грунта. Ученые Карбонового полигона Новосибирского государственного университета установили решающие параметры и разработали технологические подходы, позволяющие прогнозировать и повышать эффективность стабилизации. Результаты работы, опубликованные в журнале Applied Clay Science, создают научно-технологическую основу для внедрения геополимерных материалов в строительную практику.

Геополимеры — это связующие материалы, получаемые щелочной активацией алюмосиликатного сырья. Их производство сопровождается существенно меньшими (до 80%) выбросами углекислого газа по сравнению с портландцементом. Это делает геополимеры одной из наиболее перспективных экологических альтернатив в строительной отрасли. Однако переход к широкому использованию геополимеров в геотехнической практике требует системного понимания их поведения в различных грунтовых условиях.

Авторы статьи провели систематическое исследование шести модельных грунтов с контролируемым изменением минерального состава и содержания органического вещества. Лучшие результаты по показателю прочности на сжатие в возрасте 28 суток были получены на укрепленных геополимером минеральных грунтах — супесях и легких глинах (26-31 МПа). Тяжелые глины, несмотря на сложности, связанные с высокой пластичностью и набухаемостью, в итоге также развили высокую прочность. При этом органическое вещество действовало как ограничивающий фактор: его увеличение последовательно снижало прочностные показатели, а в торфяном грунте эффективность стабилизации оказалась близка к 2 МПа. Авторы связывают это с разрушением минерального остова и подавлением процессов структурообразования органическими веществами, которые снижают доступность реакционноспособных компонентов и препятствуют формированию прочной связующей матрицы.

Наше исследование представляет собой системную оценку влияния состава грунта на эффективность геополимерной стабилизации. Мы не только подтверждаем их высокую эффективность на минеральных грунтах, но и определяем границы применимости, что особенно важно для органических и торфяных грунтов. Это создает основу для развития отечественного производства низкоуглеродных вяжущих материалов для дорожного строительства и выхода на внешние рынки углеродных единиц, — отметил директор Климатического центра НГУ кандидат физико-математических наук Георгий Лазоренко.

Работа ученых Карбонового полигона НГУ вносит вклад в развитие низкоуглеродных технологий, востребованных при реализации климатических проектов на глобальном уровне. В 2024 г. международная организация Verra, оператор добровольного углеродного рынка, выпустила методологию VMR0012, которая официально признает производство геополимерного цемента инструментом снижения выбросов. Это позволяет реализовывать соответствующие климатические проекты с выпуском верифицированных углеродных единиц. Россия, обладающая значительными запасами алюмосиликатного сырья, может использовать эти разработки для реализации климатических проектов и выхода на глобальные углеродные рынки.

В НГУ разрабатывают настольный плазменный активатор для 3D-печати и электроники

Самое читаемое
  • Доля зарубежных перевозчиков в РФ будет расти: у них больше самолетов и запчасти дешевлеДоля зарубежных перевозчиков в РФ будет расти: у них больше самолетов и запчасти дешевле
  • Новосибирские работодатели активно ищут мобильных сотрудников и готовы хорошо им платитьНовосибирские работодатели активно ищут мобильных сотрудников и готовы хорошо им платить
  • Новосибирск вошел в топ-10 городов с самой высокой арендой корта для падел-теннисаНовосибирск вошел в топ-10 городов с самой высокой арендой корта для падел-тенниса
  • Скончался главред сибирского «Коммерсанта» Михаил КичановСкончался главред сибирского «Коммерсанта» Михаил Кичанов
  • 5 фактов об экономике Сибири: главное из нового доклада Банка России5 фактов об экономике Сибири: главное из нового доклада Банка России
Наверх
Чтобы пользоваться всеми сервисами сайта, необходимо авторизоваться или пройти регистрацию.
  • вспомнить пароль
  • Я даю согласие на обработку моих персональных данных в соответствии с Политикой конфиденциальности.Извините, мы не можем обрабатывать Ваши персональные данные без Вашего согласия.
Вы можете войти через форму авторизации зарегистрироваться
Извините, мы не можем обрабатывать Ваши персональные данные без Вашего согласия.
  • Укажите ваше имя
  • Укажите вашу фамилию
  • Укажите E-mail, мы вышлем запрос подтверждения
  • Не менее 8 символов
Если вы не хотите вводить пароль, система автоматически сгенерирует его и вышлет на указанный e-mail.
Я даю согласие на обработку моих персональных данных в соответствии с Политикой конфиденциальности.Извините, мы не можем обрабатывать Ваши персональные данные без Вашего согласия.
Вы можете войти через форму авторизации
Самое важное о бизнесе.