Учёные смешали золу и шлак, и вот что вышло
Содержание
Шлак, зола и щепотка науки
В России ежегодно накапливаются миллионы тонн промышленных отходов: угольные ТЭЦ производят около 22 миллионов тонн золошлаковых остатков, а общий объём таких отходов в стране уже достиг 1,5–2 миллиардов тонн. Эти массы занимают более 20 тысяч квадратных километров — территории, которые могли бы использоваться для сельского хозяйства или других нужд. При этом перерабатывается менее 10% отходов, тогда как в Европе в переработку идёт 98% золошлаков, в Японии — 96%, в Китае — 80%. Проблема не только в неэффективном использовании земель. Зола, хранящаяся на открытых площадках вблизи населённых пунктов, загрязняет грунтовые воды и почву: из неё вымываются соли тяжёлых металлов. Но учёные нашли способ превратить угрозу в ресурс. Исследователи из Кольского научного центра РАН и Санкт‑Петербургского государственного университета разработали технологию, позволяющую создавать из промышленных отходов строительные материалы нового поколения.
Основа новой технологии — комбинация двух видов промышленных отходов: золы с тепловых электростанций и медно‑никелевого шлака цветной металлургии. Учёные выяснили, что оптимальное соотношение компонентов — 80% шлака и 20% золы. После механической активации в планетарной мельнице и смешивания с жидким стеклом (щелочным активатором) получается материал с прочностью на сжатие почти 99,9МПа — вдвое прочнее, чем каждый компонент по отдельности. Этот материал, названный AACNS‑80, не требует высокотемпературного обжига, который даёт 7–8% мировых выбросов CO2. В отличие от традиционного портландцемента, его производство не связано с переработкой известняка при экстремальных температурах. Это резко снижает углеродный след и делает технологию важным шагом к экологичному строительству.
От теории к практике
Параллельно учёные СПбГУ и Кольского научного центра исследовали другой подход — создание геополимеров на основе золы ТЭЦ. Геополимеры — это минеральные вяжущие материалы, получаемые при взаимодействии алюмосиликатного сырья со щелочными агентами. Ключевое открытие в том, что добавление карбоната кальция (кальцита) и последующая механоактивация смеси резко повышают прочность конечного продукта. Процесс работает так: при измельчении в мельнице частицы золы и кальцита раскалываются, обнажая активные центры поверхности. Это делает золу более реакционноспособной, а кальцит частично трансформируется в известь и ватерит — вещества, усиливающие вяжущие свойства. Эффект оказывается синергетическим: совместное воздействие добавок и механической обработки даёт результат, превосходящий простую сумму их отдельных эффектов.
Геополимеры не ограничиваются ролью замены цемента. Их уникальные физико‑химические свойства открывают неожиданные возможности. Например, добавление карбоната стронция позволяет иммобилизовать радиоактивный стронций‑90, а карбонат бария, поглощающий гамма‑лучи, делает материал перспективным для радиационной защиты. Такие составы могут использоваться для создания защитных экранов для захоронения опасных отходов.
Кроме того, геополимеры подходят для огне- и теплозащитных покрытий, а также для очистки сточных вод. Их долговечность и устойчивость к агрессивным средам делают их востребованными в экстремальных условиях — от арктических регионов до промышленных зон с высокой химической нагрузкой.
Несмотря на очевидные преимущества, новая технология пока не готова к повсеместному внедрению. Главная сложность — необходимость точного дозирования компонентов. Система «порошок плюс жидкий активатор» требует строгого соблюдения пропорций, что усложняет использование в условиях массового строительства. Для сравнения: традиционный цемент или однокомпонентные связующие достаточно просто смешать с водой.
Пока что строители будут отдавать предпочтение проверенным решениям. Но интерес к экологичным технологиям растёт, и в ближайшие годы прорывные разработки российских учёных могут изменить облик строительной отрасли.
Подготовлено по материалам с сайта: https://spbu.ru/news-events/novosti/khimiki-spbgu-i-knc-ran-sozdali-metod-utilizacii-zoly-tec-s-polucheniem
27 просмотров · 16.04.2026
Фритюрное масло против керосина
Российские учёные и инженеры совершили прорыв в области экологичного топлива: на основе переработанного фритюрного масла и животных жиров создано первое отечественное авиационное топливо с низким углеродным следом. Успешные испытания на реактивном двигателе доказали его эффективность и безопасность, открыв путь к массовому внедрению в гражданской авиации и выполнению международных экологических стандартов.
Голос из тишины: как технологии возвращают речь
Представьте: вы мысленно формулируете фразу — а через мгновение её произносит синтезированный голос, точно передающий ваши слова. Ещё недавно такое казалось фантастикой, но сегодня технологии нейроинтерфейсов делают это реальностью. Учёные и инженеры по всему миру — от калифорнийских лабораторий до российских стартапов — разрабатывают системы, возвращающие речь людям, потерявшим её из‑за инсульта, травм или тяжёлых заболеваний. В центре внимания — прорывные решения Neuralink и других лидеров отрасли: они считывают сигналы мозга и преобразуют их в слова почти в реальном времени.
Кто защитит Арктику?
Арктика стоит на пороге масштабных перемен: объём грузоперевозок по Северному морскому пути увеличивается, и на смену традиционным судам приходят гигантские атомоходы и газовозы. Хрупкая экосистема региона испытывает беспрецедентное давление — и требует надёжной защиты. Арктический и антарктический научно‑исследовательский институт готовит ответ на этот вызов: к лету 2026 года будет представлена новая система экологического мониторинга Севморпути. Разбираемся, как совместить экономическое освоение Арктики с сохранением её уникальной природы.
Батарейный прорыв России
В Москве на территории «Технополиса Москва» возводят первый национальный кластер по производству аккумуляторов. Два новых завода смогут выпускать до 33 миллионов аккумуляторных ячеек в год — это позволит покрыть значительную часть внутреннего спроса и снизить зависимость от импорта. Разбираемся, как собственные аккумуляторы изменят рынок электротранспорта, укрепят технологический суверенитет страны и повлияют на развитие смежных отраслей.
Россия строит первую высокоскоростную магистраль
Через два года, в 2028‑м, путь между Москвой и Санкт‑Петербургом сократится до 2 часов 15 минут: в России завершается строительство первой высокоскоростной магистрали (ВСМ). Проект, который десятилетиями оставался на бумаге, теперь воплощается в жизнь — с нуля создаётся новая транспортная инфраструктура, разрабатываются отечественные поезда специально для ВСМ, способные разгоняться до 400км/ч. Разбираемся, как идёт стройка века, какие инженерные вызовы стоят перед создателями магистрали и что она даст стране.
В России заработал первый испытательный центр для роботов
Будущее уже рядом: в Москве заработал первый в России испытательный центр полного цикла для роботов и беспилотных систем. Расположенный в «Сколково», он даёт отечественным разработчикам уникальную возможность тестировать инновационные решения в реальных условиях — от уборки помещений и патрулирования улиц до перевозки грузов и выполнения сложных промышленных задач. Узнайте, какие роботы уже проходят испытания и как новый центр ускорит внедрение передовых технологий в повседневную жизнь.
По андроиду в каждый дом
Роботы уже не фантастика — они наступают. Китай опережает США в гонке за первенство в робототехнике, стоимость создания андроидов стремительно падает, а компании вроде Tesla и Unitree готовят серийные модели. К 2040‑м годам человекоподобные помощники могут поселиться в каждом доме. Разбираемся, как изменится мир, когда роботы возьмут на себя рутину, — и что это значит для нас уже сегодня.
Как Россия будет решать проблему нехватки специалистов
В России обсуждают введение обязательной отработки для выпускников строительных вузов, обучавшихся на бюджетных местах. Инициатива призвана решить острую проблему кадрового дефицита в отрасли, где нехватка специалистов достигает 20–30%.
DOOM запустили на человеческих нейронах
Живые человеческие нейроны научились играть в DOOM. В лаборатории Cortical Labs биологический процессор освоил культовый шутер — и это не трюк, а шаг к принципиально новым вычислительным системам. Как клетки без глаз и сознания «видят» трёхмерный мир и учатся побеждать — разбираемся в деталях необычного эксперимента.
Lada: как оживить народный автомобиль?
Как оживить популярность Lada без многомиллиардных вложений? Нейросети предложили неожиданные решения — от запуска автомобиля в стратосферу и реалити‑шоу по восстановлению старых «Жигулей» до лимитированной серии с фирменными мемами и «антитест‑драйвов» с блогерами. Разбираемся, какие креативные идеи могут вернуть отечественный автопром в центр внимания аудитории — и почему главный козырь Lada может оказаться не в технологиях, а в честности и самоиронии.