Ученые Белгорода создали «умный» цемент, управляемый пищевыми отходами

Специалисты НИУ «БелГУ» совместно с коллегами из БГТУ им. В.Г. Шухова разработали инновационный состав вяжущего, который позволяет точно контролировать время застывания. Секретный ингредиент — побочный продукт производства лимонной кислоты, обычно используемый как пищевая добавка в лимонадах, майонезах и маринадах.

Проблема непредсказуемости альтернативных цементов

Сегодня активно развиваются шлакощелочные связующие, которые производят из отходов металлургии и золы ТЭЦ. Они экологичнее портландцемента, но обладают серьезным недостатком: скорость их затвердевания непредсказуема. Как пояснил заведующий лабораторией НИУ «БелГУ» Иван Никулин, смесь может схватиться за пару минут или оставаться текучей часами, что крайне неудобно для строителей.

Цитрогипс как регулятор

Белгородские ученые нашли элегантное решение: управлять процессом можно с помощью цитрогипса — многотоннажного отхода с заводов по производству лимонной кислоты. Сейчас этот материал перерабатывают в удобрения, мел для паст и бумаги, но авторы предлагают применять его без дополнительной химической обработки, напрямую добавляя в смесь.

Результаты испытаний

Эксперименты показали, что добавка позволяет «программировать» схватывание:

• начало застывания ускоряется на 40–51%;
• конец схватывания сокращается на 12,5–27% по сравнению с базовым составом.

При этом прочность готового материала достигает 28,7–32,8 МПа, что соответствует третьему классу прочности портландцемента. Этого достаточно для производства штукатурных смесей, тротуарной плитки и даже лестничных маршей.

Готовность к производству

Разработчики подчеркивают, что технология полностью готова к промышленному внедрению. Она решает сразу две задачи: утилизирует пищевые отходы и дает строительной отрасли предсказуемый по свойствам материал без использования традиционного клинкера.