Сотрудники Института химии силикатов имени Гребенщикова выяснили: на прочность геополимеров влияет форма частиц исходного сырья. Эти материалы считаются экологичной заменой бетону. Об этом рассказывает Атомная энергия 2.0.
Геополимеры дольше остаются пластичными, а затем быстро твердеют. Благодаря этому снижается риск деформаций и появляется возможность отливать детали сложных очертаний. По прочности они близки к обычному бетону, однако их производство наносит меньше вреда экологии: на выпуск бетона приходится 5–8% мировых выбросов углекислого газа.
В ходе эксперимента образцы изготавливали из частиц трёх форм — пластин, трубок и сфер — размером от 0,1 до 17 микрометров. Быстрее всего затвердевал раствор с трубчатыми частицами: он превращался в гель за 40 минут. Для сфер этот показатель составил 110 минут, для пластин — 120.
Трубчатые частицы дали и самый крепкий материал. Он выдержал давление 85 мегапаскалей — в полтора раза больше, чем обычный строительный бетон. Образцы из пластин и сфер разрушались соответственно при 56 и 47 мегапаскалях. Секрет в том, что трубки укладываются упорядоченно и лучше распределяют нагрузку.
Таким образом, варьируя форму частиц, можно заранее задавать скорость твердения и прочность будущего изделия. В перспективе учёные намерены создавать геополимерные матрицы для радиоактивных отходов и материалы для арктического строительства, а также осваивать 3D-печать. Работы будут использовать алюмосиликатное сырьё отечественных месторождений, сообщила заведующая лабораторией ИХС Ольга Голубева.