Российские ученые создали торфяную добавку для повышения прочности бетона

Калининград, 10 окт - ИА Neftegaz.RU. Ученые Балтийского федерального университета (БФУ) им. И. Канта разработали технологию получения добавки из торфа, которая улучшает прочность и другие свойства бетона.
Об этом сообщила пресс-служба ВУЗа.
Результаты исследований опубликованы в июле 2023 г. в журнале Materials Today: Proceedings.

Зачем добавки?

Хорошие сухие строительные смеси в своем составе имеют модифицирующие добавки различного назначения.
До 90% может составлять стоимость импортных модификаторов в составе российских сухих строительных смесей, в тч. цементных композиций.
Так что, проблема импортозамещения существует.
Различные природные условия образования определяют в составе торфа многие химические группы: битуминозные вещества, гуминовые кислоты, целлюлозу и др.
Можно модифицировать торф-сырец с образованием необходимых органо-минеральные комплексов для получения материалов различного химического и минералогического состава.
А использование местного сырья только повышает эффективность использования добавки.
Калининградцы не первые, кто обратил внимание на торфяные добавки.
Еще в 2016 г. дерзкие сибиряки из Томского Государственного Архитектурно-Строительного Университета заметили, что торфяные добавки способствуют улучшению прочности и гидрофизических свойств цементно-песчаного раствора.
Для любознательных напомним, что модифицировать торф можно агрегатами наночастиц на основе золы, шлама и ПАВ (лигносульфаната и полинафталинметиленсульфоната) и др.

Команда ученых БФУ пошла дальше

Разработан новый компонент для бетона с использованием обработанного торфа из месторождения в Калининградской области.
Полученный компонент из местного сырья ориентирован на использование в специализированных составах для строительных 3D-принтеров.
Модифицирующие добавки различного назначения в бетоне позволяют снизить его стоимость и улучшить различные функциональные характеристики.

Профессор ОНК «Институт высоких технологий» БФУ М. Дмитриева:

• термомодифицированная добавка получена из низинного торфа из карьера Глушково;
• использование добавки в соотношении 4-8% от массы смеси дает преимущества:
• способствует формированию плотной структуры бетона,
• увеличивает прочность бетона на 15-30%,
• увеличивает водоудерживающую способность на примерно 2%.
• задачей научной группы БФУ было исследование различных методов обработки торфа для эффективного использования его в местном строительстве;
• технология производства добавки из торфа:
• торф высушивается в состоянии естественной влажности до постоянной массы,
• просеивается для отделения крупных включений;
  
• затем подвергается термообработке при определенных температурах, чтобы сохранить органические соединения, которые влияют на прочность бетона;
• в процессе обжига отделяется торфяная смола;
• полученная добавка процеживается и диспергируется до достижения оптимального размера частиц;
• торф содержит множество функциональных групп, включающих органические и минеральные соединения, что позволяет использовать различные сорта торфа и режимы обработки для создания бетона с необходимыми характеристиками;
• использована идея ученых ТГАСУ;
• научный коллектив продолжает исследовать оптимальные условия производства для обеспечения стабильных свойств торфяных добавок и изучает эффекты сочетания торфа с другими типами наполнителей для бетона.

Если по - простому, то дерзкие калининградцы:

• исследовали влияние добавки термомодифицированного торфа на текучесть, водоудерживающую способность раствора и прочность мелкозернистого бетона,
• исходный торф был активирован термообработкой при температуре 600 °С с ограниченным доступом кислорода,
• установлено увеличение сыпучести и водоудерживающей способности смесей с добавками 4 и 8 % от массы цемента;
• повышение прочности образцов бетона с добавкой 8 % модификатора торфа на 21^е сутки при изгибе составило 9 %, при сжатии - 23 %.

Карьер Глушково

Карьер Глушково добывает нерудные материалы, производит стройматериалы и поставляет их потребителям Калининградской области.
Номенклатура продукции:

• бетон,
• грунт,
• песок 1 и 2 класса,
• щебень и гравий,
• торф, торфосмеси,
• валуны,
• глина.

То есть, торф, добытый в карьере, после обработки может использоваться тут же для производства бетона.


БФУ им. И. Канта является участником программы государственной поддержки университетов России «Приоритет-2030» в рамках национального проекта «Наука и университеты».



Автор: А. Шевченко, О. Бахтина