Строительство – довольно грязная отрасль, использующая много природных ресурсов и ископаемых. Постоянно растущие объемы производства, высокий спрос требуют постоянного вливания все новых ресурсов. Одной из проблем является производство бетона – строительного материала из смеси цемента с водой, песком и щебнем, твердеющего после укладки.
Обычно бетоны делают на основе портландцемента, производство которого провоцирует большую долю выбросов парниковых газов в мире. Исследовательница из Черкесского государственного университета в России пишет, что эта доля ближе к 5%. А согласно оценке Bloomberg, выбросы от производства цемента сопоставимы с выбросами всех грузовых автомобилей мира и приближаются к 7%.
Каковы решения? Есть разработки бетона, который поглощает углекислый газ, ещё одно решение – геополимерный бетон.
Впервые слово «геополимер» ввёл в 1978 году французский учёный Джозеф Давидович. Буквально через несколько лет в США стали использовать геополимерный бетон для строительства особо прочных взлетно-посадочных полос в аэропортах, а также для автобанов. В Австралии впервые в мире в 2014 году было построено целое здание на основе геобетона – аэропорт в Брисбене.
Идея геополимеров проскальзывала и в СССР, разработкой подобных материалов стали заниматься еще в 50-ых годах. Материл, который условно можно назвать геополимерным бенотом, разработал ученый Виктор Глуховский, под руководством которого велись исследования в Киевском инженерно-строительном институте. Сам профессор назвал его «вяжущие контактно-конденсационного твердения». Из такого материала был построен участок железной дороги под Москвой, танковый полигон в Челябинске, дорога в Магнитогорске и обычный жилой дом в Липецке.
На сегодняшний день самые известные виды геополимеров:
- Геополимерный цемент на основе шлака
- Геополимерный цемент на основе горных пород
- Геополимерные цементы на основе зольной пыли
- Геополимерный цемент на основе ферросиалата
Что это такое?
Геобетон делают из алюминатных и силикатосодержащих материалов. Процесс геополимеризации основан на воде, но в процессе участвуют и химические элементы – геополимерные щелочные реагенты. Туда же добавляют такие отходы, как летучая зола или шлак от производства железа и металла. Это заменяет их переработку.
К тому же геополимерный бетон не требует тепла для производства, а значит, не выделяет углекислый газ.
Производители геополимерного бетона утверждают, что он более долговечен, чем обычные бетоны, и более устойчив к агрессивной среде: морозу, жаре, повышенной влажности или сухости. Он прочнее на сжатие и растяжение, а также быстро набирает полную прочность. В интернете можно найти инструкции, как сделать такой бетон самостоятельно.
Зеленый портал узнал о перспективах геобетона у кандидата технических наук Инессы Павловой. Она работает в Брестском государственном техническом университете и в частности изучает связующие.
Меловые карьеры – тоже результат производства цемента
Ни для кого не секрет, что цемент – это высокотемпературное производство, при котором идет декарбонизация, то есть в атмосферу выделяется углекислый газ. Все знают о заводе в Красносельске – его район, мягко сказать, слегка припудрен цементной пылью.
Современные фильтры позволяют решить этот вопрос почти полностью.
И недавно у нас прошла модернизация цементных заводов, но она на китайском оборудовании, не совсем, скажем, качественном.
А значит, есть проблема: оборудование не назовёшь передовым заводом с экологической точки зрения.
Есть и другие вопросы с экологичностью: например, наши известные меловые карьеры – это тоже результат использования природных ресурсов для цементной промышленности. Хотя некоторые заводы позиционируют себя так, будто у них полная рекультивация после цикла выработки тех же карьеров.
Идет ли разработка и внедрение геополимерных бетонов в Беларуси?
Геополимерных бетонов и их разработки у нас нет совсем.
К сожалению, на сегодняшний день альтернативы цементным бетонам в Беларуси нет. У нас профицит цемента, но его производство только увеличивается.
Безобжиговых вариантов строительных материалов практически нет. Всё равно они базируются на цементе, на других вяжущих. Как вариант, хочется надеяться на снижение расхода этих материалов, замену природных источников отходами.
В производстве цемента это не новая технология, отходы производств уже применяются в производстве цемента. За счет этого можно убрать дорогостоящую операцию производства чистого клинкера.
До чистой экологии далеко, но подвижки есть
Какие у нас есть альтернативы?
Сейчас время, когда наследие СССР ветшает, колоссальное количество железобетона на территориях приходит в негодность (хотя, может в Беларуси меньше, чем в России). Можно заниматься ресайклингом этого бетона – дробить и повторно применять в бетоне.
Такие небольшие альтернативы у нас начинают появляться, но не стоит рассчитывать на переход к чему-то очень экологичному в ближайшем будущем.
Но не хочется говорить о том, что всё плохо, проблески есть:
- Во-первых, применение цементов, которые получают не на чистой клинкерной основе, а именно с применением отходов.
- Во-вторых, применение модификаторов бетонов, которые позволяют уменьшить количество цемента.
Ресайклинг тоже набирает популярность. Если раньше это был настоящий эксклюзив для Беларуси, то сейчас существуют специальные фирмы, которые занимаются конкретно переработкой бетона и сборного железобетона с повторным использованием на других объектах.
Расход материала сокращают, появились более современные бетоны, они позволяют получать высокие эксплуатационные свойства при небольших расходах цемента. Если говорить об экологических аспектах, то в том же сборном железобетоне очень большое количество энергии затрачено на тепловлажностную обработку.
Сегодня появились модификаторы, с помощью которых ее можно убрать: не включать камеру, нагревать пар – на это уходило колоссальное количество энергии.
Вот этот постепенный уход от высокотемпературных операций – это позитивно. К тому же у нас по возможности стараются внедрять более современные системы очистки.
Зеленое строительство в Беларуси
Что касается вариантов экологичного строительства, то есть пока эксклюзивные попытки делать блоки без применения автоклавной обработки. Обычно популярен газосиликат (не совсем бетон, но имеет отношения к материалам на классических вяжущих).
Для его получения надо обработать в автоклаве при высокой температуре и давлении.
Но сейчас есть альтернатива – использовать отходы переработки сельхозпродукции, например, льна или гречихи.
Добавить сюда активированные вяжущие – и уже не нужна тепловлажностная обработка, не надо автоклав, экономится колоссальное количество энергии. Это тоже перспективное направление, так как используются сельскохозяйственные отходы, которые тоже надо как-то утилизировать. При этом получаем конструкционный материал, который может быть использован в строительстве. И не надо дополнительно использовать тепловые ресурсы.
Все озабочены тем, чтобы стремиться к более экологичному использованию ресурсов и работать в рамках стратегии устойчивого развития – это сейчас приоритетное направление в науке в любой стране, в том числе и в Беларуси.