В Республике Мордовия большая сырьевая база цеолитсодержащих месторождений для производства пористой стеклокерамики. Если отработать технологию — масштабировать производство можно будет по всей стране. Не нужно будет возить этот материал из-за границы и дальних регионов. Для республики — это новые высокооплачиваемые рабочие места и социальные программы.

Как создается экологичный материал?

"Технология проста и уникальна: сухой помол, порода, не требующая никаких газообразующих добавок, и кальцинированная сода. Данный состав значительно облегчает процесс производства — получается одностадийная технология, в то время как для пеностекла сначала варится стекло, затем оно остывает, размалывается с газообразующими добавками и нагревается повторно", — комментирует к. т. н., доцент кафедры строительных материалов и технологий МГУ им. Н. П. Огарёва Александр Родин.

Подобные материалы производятся уже сейчас. Преимущество разработки мордовских учёных — экологичность. Вместо щелочи, которая испаряется при нагревании и может, в связи с этим, вызывать химический ожог слизистых оболочек и кожи, стать причиной пожара и быстрого износа оборудования, в новой разработке используется сода — менее агрессивное вещество. Процесс вспенивания порошка происходит за счет минералов цеолита, содержащихся в породе. 

Кремнистые породы могут иметь разный химический и минералогический состав. Повышенное содержание кальцита в породе делает структуру стеклокерамики неравномерной. На данный момент учёные работают над улучшением свойств и структуры материала — изучают влияние вида и количества хлорида на свойства стеклокерамики.

Было доказано, что введение небольшого количества хлоридов в состав шихты, позволяет получить образцы стеклокерамики с равномерной мелкопористой структурой в виде блоков.

Преимущества в сравнении с другими материалами

• Температура использования. Максимальная температура использования у пеностекла — не более 550 градусов, пористая керамика позволяет увеличить этот показатель в 1,5 раза до — 900 градусов.
• Пористая керамика не обрастает плесенью. Микроскопические споры и частицы плесени могут проникать в респираторные органы людей, оседать на продуктах, предметах личной гигиены и, попадая в организм, вызывать тяжелые заболевания: менингит, ринит, аспергиллез и повышать риск онкологических заболеваний. Новая разработка способна решить эту проблему за счет состава, который образуется после обжига.
• Материал более легкий. В сравнении с газобетоном — в 2,5 раза. Таким образом, его расход в 2,5-3 раза меньше при возведении дома, что позволяет экономить ресурсы при строительстве.
• Высокая химическая стойкость — наравне с пеностеклом. Разработанный материал показал высокую стойкость после кипячения в воде, в водных растворах кислот и щелочей.
• Термическая стойкость по сравнению с пеностеклом высокая. Пористая стеклокерамика способна выдержать более резкие перепады температур.
• Прочность. По сравнению с пеностеклом, с газо- и пенобетоном, газо- и пеносиликатом и с теплой керамикой — он прочнее более, чем в 2 раза при равной плотности.
• Это экологичное производство — нет выбросов и вредных газов во время производства. Материал экологичен во время эксплуатации, потому что получен из природного сырья.

Преимущества использования материала в строительной отрасли

• Благодаря легкости материала в высотных домах можно корректировать технологию монолитного строительства. Наружные стены можно выкладывать пористой стеклокерамикой. При этом стена будет тоньше и теплее.
• Отходы, образуемые при резке материала на изделия необходимых размеров и форм, можно использовать в качестве заполнителя для сухих строительных смесей. Ими можно склеивать те же изделия. Вместо обычного песка в строительном растворе лучше использовать этот — он легкий, прочный, и, соответственно, тепло будет меньше проходить через шов.
• Материал будет особенно востребован в зонах вечной мерзлоты — и защитит от холода, и ускорит строительство.
• Пористая стеклокерамика может быть интересна для нефте- и газодобывающей промышленности. Состав, химически стойкий и не пропускает влагу, потому и материал не подвержен коррозии. Материал можно использовать для утепления труб в земле.
• Утепление атомных станций — материал подходит для высоких температур. В промышленности полученный материал можно использовать для теплоизоляции и звукоизоляции, при строительстве несущих стен зданий и криогенных материалов.

"Мы говорим об импортозамещении пеностекла — его значительный объем сейчас завозится из-за рубежа. В идеале нужна замена на новый материал — пористую стеклокерамику. Разработка наших молодых учёных — это стимул для строительной промышленности, поскольку материал позволит увеличить темпы строительства, и для экономики в целом. По уровню готовности технологии разработка сейчас находится на стадии TRL5 — создания производственной технологии. Основным партнером является "Комбинат теплоизоляционных изделий" в Саранске. Планируется, что этот производитель станет первым выпускать новый экологичный материал", — отметил ректор МГУ им. Н. П. Огарёва Дмитрий Глушко.

Пористая стеклокерамика разрабатывается в рамках гранта Российского научного фонда Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными "Разработка и внедрение энергоэффективных экологически чистых строительных материалов с высокой максимальной температурой эксплуатации, термической и химической стойкостью, полученных на основе кремнистых и карбонатных пород и добавок отечественного производства за один нагрев исходного сырья", а также в рамках стратегического проекта "Материалы нового поколения и энергосбережение" и мероприятия "Создание новых функциональных материалов с уникальными эксплуатационными свойствами для промышленного сектора экономики, медицины и строительной отрасли" по программе Минобрнауки "Приоритет 2030".