Это уже не зола, а золото: появился материал, который изменит строительство

Наша планета с каждым годом становится тяжелее на 5 тысяч тонн. В этом виноват космос. На Землю постоянно падают микроскопические метеориты – частицы комет и астероидов.

Но если распределить эту галактическую золу по поверхности, то на каждый квадратный километр за сезон оседает всего девять граммов. Куда более серьезную проблему создают несгораемые отходы земного происхождения.

Промышленные предприятия по всему миру производят ежегодно 800 миллионов тонн золы. И это смертельная угроза, которая копится у нас прямо под носом. Гигантские черные могильники отравляют почву, воду и воздух.

Казалось бы, от такого токсичного наследия цивилизации нужно как можно скорее избавиться. Но выясняется, что мы, на самом деле, разбрасываемся настоящим сокровищем.

К примеру, ученые придумали, как при помощи золы создавать вечные дороги, сверхпрочные дома и даже получать питьевую воду. Об этом – в программе "Наука и техника" с ведущим Михаилом Борзенковым на РЕН ТВ.

Настоящее волшебство: золу превратили в цемент

Секрет превращения вредных отходов в полезный ресурс раскрыли еще наши деды. В годы Великой Отечественной войны, когда цемент был на вес золота, уральским инженерам пришла гениальная идея: смешивать золу с бетоном.

Благодаря этой находке строители сэкономили 3 миллиона тонн цемента. И возвели целый город – Каменск-Уральский. Эти дома стоят до сих пор и во многих по-прежнему живут люди.

"Единственный минус – это когда делаешь ремонт, заменяешь стены, то она пылит, и в общем-то надо работать, наверное, в противогазе. А так в целом дом очень теплый, даже когда нет отопления, нам не холодно. То есть я думаю, что использование золы было очень хорошим решением", – заявила менеджер отдела организационной культуры Уральского алюминиевого завода Ирина Чередникова.

Инженеры Свердловской области продолжают традиции предков

Современные инженеры продолжают дело советских ученых. В Свердловской области скоро откроют уже третий завод, который будет перерабатывать золу в стройматериалы.

Электростанции региона, сжигая уголь, оставляют после себя горы черных отходов. Новое производство решает эту проблему: зола становится основой для газобетонных блоков – крепких, как камень, и теплых, как дерево.

"Преимущество золы в том, что она уже готова к производству, то есть она имеет необходимый размер, ее не надо дополнительно молоть, подсушивать, какие-то другие процедуры делать. То есть, по сути дела, когда машина привозит ее в цементовозе, мы ее скачиваем и далее используем уже на замес", – объяснил директор завода – производителя строительных блоков с использованием золы Андрей Вишневский.

Строительные блоки готовят по старинному рецепту, но с новыми технологиями. Вместо дорогого песка, которого на Урале почти нет, – 60% золы. Ее смешивают с бетоном и известью. А потом добавляют секретный ингредиент – газообразователь.

"Сейчас происходит заливка смеси в форму. Газобетонная смесь попадает в форму. Мы заливаем половину или чуть больше формы. Дальше она за счет определенных процессов вырастает, наполняется воздушными пузырьками, как тесто растет", – сообщил директор по производству ПСО завода – производителя строительных блоков с использованием золы Владимир Шишканов.

Казалось бы: вот он, идеальный способ избавиться от золы. Но у химиков из Санкт-Петербурга на этот счет есть другое, куда более фантастическое мнение.

Геополимер – новое слово в строительной отрасли

Ученые из Северной столицы создали из золы материал, который может навсегда изменить всю строительную отрасль. К черной пыли исследователи добавили карбонат кальция, перемешали и получили геополимер.

"Геополимерные бетоны на основе золы можно применять в строительстве для получения тротуарной плитки, при малоэтажном строительстве, при ремонте дорожных покрытий. Кроме того, благодаря особым свойствам геополимеры могут использоваться как огнезащитные материалы, матрицы для захоронения радиоактивных отходов и как сорбенты для очистки сточных вод. Также следует отметить, что благодаря устойчивости в морской воде геополимеры перспективны для строительства морских сооружений", – рассказал главный научный сотрудник отдела технологии силикатных материалов ИХТРЭМС КНЦ РАН Александр Калинкин.

Геополимер уже называют материалом будущего, который сможет заменить цемент. По прочности он ничем не уступает традиционным смесям, а вот вреда природе новый бетон приносит в разы меньше.

"Кроме золоотходов, геополимеры можно получать на основе различных видов металлургических шлаков, которые также в больших объёмах накоплены на территории нашей страны. Действительно, согласно проведённым оценкам, углеродный след геополимеров на порядок, то есть в 10 раз меньше по сравнению с бетонами на традиционном портландцементе", – подчеркнул Калинкин.

Материал, полностью состоящий из мусора: сенсация от австралийских ученых

Невероятные свойства золы разглядели и австралийские ученые. Но они пошли по другому пути: не изобретали новый материал, а улучшили старый – обычный кирпич. И это удешевило строительство.

Химики добавили в смесь угольную золу и битое стекло. В результате получился материал, который намного дешевле, ведь он практически полностью состоит из мусора.

"Еще одно преимущество нашего нового материала – для его производства нужно меньше энергии. То есть, чтобы обжечь привычный кирпич, нужно обжигать материал при температуре 1050 градусов. Наши блоки на основе золы и стекла твердеют при температуре 950 градусов. Это заметная разница. Новые блоки будут сильно дешевле, а значит, люди смогут меньше тратиться на строительство и ремонт. Это же мечта!" – заметил профессор кафедры физики Мельбурнского университета Эндрю Гринтри.

Золой можно даже утеплить ваш дом

Но стены из кирпича – еще не дом. Постройку нужно утеплить, и здесь зола снова вас удивит. Оказывается, из нее можно сделать современную минеральную вату.

Технология, придуманная в Улан-Удэ, до гениальности проста и напоминает волшебство. Сначала черные отходы отправляют в адскую печь – электромагнитный реактор, где при температуре свыше 1200 градусов зола плавится, превращаясь в жидкую огненную массу.

Затем раскаленную субстанцию направляют в специальный барабан, который вращается с бешеной скоростью. Под действием центробежной силы из текучего материала вытягивают тысячи тончайших нитей.

"Минеральную вату мы получаем так же, как и сахарную вату, только путём нагревания. Но нагреваем мы не сахар, а золу", – отметил старший преподаватель кафедры машиноведения БГУ Анатолий Кондратенко.

Такой утеплитель не боится ни влаги, ни плесени, ни грызунов. Он сделает ваш дом тихим и теплым на века. Самое главное – эту технологию уже испытали в лаборатории и даже получили официальный патент.

А это значит, что совсем скоро на полках строительных магазинов может появиться теплоизоляция будущего – дешевая, экологичная и сделанная буквально из отходов. Но и это еще не всё.

Экономить с помощью золы можно не только в строительстве жилья, но и дорог

Прямо сейчас в Новосибирской области проводят уникальный эксперимент. Нижний слой дорожного полотна укрепляют смесью, где большую часть бетона заменяют золой.

Выгода очевидна: тонна цемента стоит девять тысяч рублей, а тонна золы – всего 600. Разница в 15 раз.

"Собственно, распределяется зола, после этого распределяется цемент, после этого перемешивается всё с основанием, зола и цемент, и после этого уплотняется. Получается плотное основание для устройства покрытия автомобильной дороги", – поделился руководитель проекта дирекции по реализации золошлаковых материалов энергетической компании Сергей Голиков.

После уплотнения основания дорожники приступают к укладке асфальта. Строители дают гарантию: такая подложка выдержит не меньше 20 лет.

"У нас нет никаких сомнений, что это основание выдержит все те нагрузки, которые на него будут воздействовать, в том числе, температурные перепады, в том числе низкие температуры зимой. Ну, потому что это укрепленное основание. В общем-то, в тех регионах, где такие типы оснований уже применялись, в общем-то, никаких к ним вопросов не было", – дополнил Голиков.

Что за сокровища спрятаны в золе

Но самое невероятное скрыто внутри золы. Оказывается, в этом чёрном порошке спрятаны настоящие сокровища. Речь о дорогостоящих редкоземельных металлах, без которых невозможны ни смартфоны, ни компьютеры, ни современные автомобили. Все эти редкоземы – в отходах, которые получаются при сжигании угля или другого топлива при работе теплоэлектростанций.

"В золошлаковых отходах присутствуют все редкоземельные элементы, обозначенные в таблице Менделеева. Туда же подключают из-за схожести свойств скандий, итрий", – заявил заведующий лабораторией технологий использования вторичных ресурсов ДВФУ Андрей Таскин.

Ученые давно знали, что в золе содержатся ценные редкоземы. Проблема в том, что извлекать их было невыгодно.

"На начальной стадии убираются все компоненты, наиболее массово присутствующие в золошлаковых отходах. Это оксиды кремния, оксиды алюминия, оксиды железа, несгоревший уголь. И оставшийся продукт, он, собственно, и представляет концентрат", – рассказал Таскин.

С помощью кислоты ценные металлы вымывают из золы, а потом вылавливают из раствора специальными реагентами, как магнитом. И, словно пирог, сдабривают кальцием и выпекают при высокой температуре. Обычно после таких процедур из тонны золы получают около 300 граммов редкоземов.

Но владивостокские ученые придумали, как получить в 5-6 раз больше. Они измельчают золу до размера молекул и превращают 300 граммов ценных металлов в 1,5 килограмма. И вполне возможно, что очень скоро гигантские терриконы станут нашим главным сокровищем.

Еще больше интересного от РЕН ТВ – в канале "Рен. Знание" мессенджера MAX