Учёные предложили использовать стеклянные отходы в бетоне.

МОСКВА, Идея использовать стеклянный порошок в качестве частичной замены цемента в строительных смесях набирает обороты благодаря сочетанию двух важных задач: уменьшению объема стеклянных отходов и снижению стоимости и экологичности цементных конструкций. В экспериментах и теоретических расчетах, проведённых российскими учёными в составе международного коллектива, предложено не заменять весь цемент, а заменить часть его стеклянной пылью, полученной из переработанного стекла. Такой подход позволяет переработать миллионы тонн стеклянных отходов, которые в настоящее время в значительной мере оказываются не переработанными, и одновременно ослабить давление на производство цемента из исходных пород. В глобальном масштабе цемент продолжает быть одним из самых энергоёмких и углеродоёмких материалов: тысячи и миллионы тонн ежегодно уходят на производство клинкера, а стеклянный рынок тоже огромен, хотя перерабатывается лишь часть отходов. В условиях ускоренного роста населения и строительной активности идея локализации производств стройматериалов и снижения затрат за счёт использования местных стеклянных отходов выглядит особенно привлекательной.

Суть концепции проста к описанию, хотя её механика сложна в деталях. Стеклянная пыль добавляется в строительную смесь взамен части цемента. За счёт мелкости частицы стекла образуется более плотная структура в цементной матрице за счёт микроподобрения пористости и заполнения трещин между крупными зернами. Взаимодействие стеклянного порошка с гидратацией цемента может идти двумя путями: во-первых, стекло действует как заполнитель, улучшающий уплотнение и передающий нагрузки через более однородную микроструктуру; во-вторых, при достаточной реактивности частиц стекла может происходить поцемоноподобная реакция с гидроксидом кальция, что приводит к образованию дополнительной аддитивной фазе, напоминающей нитку связующего материала типа C-S-H. В совокупности эти эффекты могут помогать сохранению прочности бетона и даже способствовать его надёжности при определённых режимах дозирования. Сами учёные подчёркивают, что их подход основан на сочетании экспериментальной проверки и теоретического моделирования поведения бетона с различными степенями замены цемента стеклянной пылью, что позволяет предсказывать прочность, пластичность и другие характеристики конструкций в зависимости от содержания стекла.

Преимущества такого решения понятны и многогранны. во-первых, переработка стеклянной отходной массы — шаг к циркулярной экономике: мы уменьшаем объём мусора, который может неблагоприятно влиять на окружающую среду, и одновременно создаём спрос на переработку стекла. во-вторых, если стеклянный порошок добывается или перерабатывается локально, это снижает логистические расходы и стоимость доставки материалов на строительные площадки, что в итоге может привести к снижению конечной цены бетона или строительных растворов. в-третьих, снижаются требования к поставкам отдельных добавок к цементным смесям, что может упростить технологический процесс на стройплощадке и в производстве, особенно в регионах, где доступ к дорогостоящим модификаторам ограничен.

Однако на практике применение стеклянного порошка требует аккуратного баланса и учёта ряда факторов, чтобы не навредить прочности и долговечности конструкций. Одной из ключевых проблем в этом контексте остаётся риск алкалоязыковой реакции с участием стекла (ASR) — реактивность стеклянных частиц может приводить к набуханию и трещинообразованию, если их подобрать неправильно по размеру, химическому составу стекла или режиму увлажнения. Поэтому для широкого внедрения крайне важны исследования благоприятных диапазонов замены, контроля чистоты и размера частиц стекла, а также условий совместимости стеклянного порошка с конкретными составами цемента и с добавками, снижающими риск ASR. Важной частью работы остаётся выбор оптимального процента замены цемента стеклянной пылью и определение того, как размер частиц влияет на консистенцию, удобоукладываемость и рабочие свойства смеси, а также на долговечность и поведение конструкций в реальных условиях эксплуатации.

Промежуточные результаты, о которых говорит команда ДГТУ и их зарубежные партнёры, показывают возможность сохранения механических свойств бетона и железобетонных изделий даже при умеренной замене части цемента стеклянной пылью. Но впереди — серия детальных исследований, направленных на уточнение влияния размера частиц стекла и конкретного процента замены на консистенцию раствора, время схватывания, теплопроводность, морозостойкость, стойкость к химическим воздействиям и долговечность в условиях реального эксплуатирования. Тщательное проектирование состава смеси должно учитывать региональные климатические условия, чтобы обеспечить надёжность конструкций в разных регионах мира.

Ученые уже планируют дальнейшие шаги: систематически исследовать влияние размера частиц стекла и доли замены цемента на свойства бетонных смесей и на характеристики готовых конструкций. В рамках этой линии исследований будут оцениваться не только прочность и пластичные качества, но и такие параметры, как усадка, деформация при нагрузке, термостойкость и поведение под влажными и агрессивными средами. Помимо экспериментальных работ, разрабатываются теоретические модели, позволяющие предсказывать поведение бетона с тем или иным количеством стеклянной пыли в составе, что крайне важно для перехода от лабораторных испытаний к практическому применению и серийному производству.

В ближайшем будущем активная работа в этой области может привести к тому, что стеклянный порошок станет не просто вспомогательным материалом, а частью целой архитектуры строительства, где отходы стекла превращаются в локальные ресурсы для изготовления недорогих и экологичных бетонов и железобетонных изделий. Это позволит не только уменьшить нагрузку на традиционные сырьевые рынки и снизить стоимость строительных материалов, но и расширит географию локального производства и улучшит устойчивость городских инфраструктур. В итоге идея переработки стекла в строительные смеси — яркое подтверждение того, как современные науки и межгосударственные сотрудничества могут привести к реальному снижению экологической и экономической нагрузки на строительную отрасль, сохраняя при этом надёжность и долговечность сооружений.

Редактор рубрики

Олег Кудрин

МОСКВА, Идея, которую озвучил Путин, отражает глубоко укоренившееся убеждение о том, что развитие современных технологий требует синергии трех звеньев — государства, бизнеса и научного сообщества. Государство задает стратегические направления, формирует правила игры, обеспечивает долгосрочное финансирование и инфраструктуру, которая невозможна в рамках

СИРИУС, На форуме молодых ученых в Сириусе состоялось вручение премии Союзного государства за результаты исследований в области естественных, технических и гуманитарных наук. Это событие открыло для двух стран новый этап научной кооперации: впервые премия присуждалась коллективам молодых исследователей из России и

МОСКВА, Идея, заложенная в заявлении Путина, состоит в том, что государство будет продолжать софинансировать работу ведущих ученых в рамках грантов по целому ряду направлений. Это шаг не просто к увеличению денежного потока, а к созданию устойчивой, долгосрочной модели поддержки научных исследований.

МОСКВА, В опубликованном накануне сообщении Лаборатории солнечной астрономии Института космических исследований РАН речь идёт о том, что на пятнице снова может возобновиться активная вспышечная активность на Солнце: ожидаются вспышки класса M и, вероятно, появление вспышек высшего класса X, хотя вероятность последних

БАЙКОНУР, 27 ноября — корабль Союз МС-28, на борту которого находятся российские космонавты Сергей Кудь-Сверчков и Сергей Микаев и американский астронавт Кристофер Уильямс, успешно пристыковался к Международной космической станции, передает наш корреспондент. Ракета Союз-2. 1а стартовала с космодрома в Байконуре в

МОСКВА, Новые материалы на основе феррита бария с частичной заменой железа на марганец, предложенные специалистами ЮУрГУ вместе с коллегами из МФТИ, СПбГУ и Курчатовского института, позволяют говорить о ранних шагах к действительно универсальному классу мультиферроиков, где магнитные и электрические свойства могут

МОСКВА, Идея клинических испытаний оптического зонда в Сеченовском университете строится на принципиально новом подходе к дифференциации кариозного дентина прямо во время стоматологического вмешательства. Суть технологии состоит в регистрации флуоресценции зубных тканей в реальном времени: прибор анализирует спектр и яркость свечения тканей

СИРИУС, Идея, которую выдвинул Андрей Фурсенко, состоит в том, что западные санкции неожиданно подстегнули развитие науки и технологий в России за счёт рождения драйва к самостоятельному решению задач, обходу зависимостей от импорта и ускорению отечественных исследований и разработок. По его мнению,

СИРИУС, Идея связать космонавтов с молодыми учеными прямо на излёте V Конгресса молодых учёных на федеральной территории Сириус получилась в душе самой атмосферы проекта: показать, что космос и наука — единое целое, где опыт старшего поколения помогает строить будущее подрастающему поколению,

СИРИУС, Идея мероприятия Конгресса молодых ученых на федеральной территории Sirius за последние годы превратилась в заметное явление в российской научно-образовательной повестке. По данным вице-премьера Дмитрия Чернышенко, участие за время существования КМУ выросло почти в три раза: с чуть более 3, 1 тысяч

ВЛАДИВОСТОК, Церемония прощания и кремация тела ведущего российского учёного Сергея Масленникова прошла 20 ноября в китайском городе Янтай, где он скоропостижно скончался во время рабочей командировки 17 ноября на 63-м году жизни. Его супруга Элла Масленникова сообщила агентству о произошедшем и

МОСКВА, Развитие мобильного приложения для изучения позвоночно-тазового комплекса может радикально изменить не только этапы диагностики, но и весь процесс планирования и проведения операций на позвоночнике. Идея проста, но в то же время крайне важна: перевести точные измерения параметров баланса позвоночника из

МОСКВА, Идея путешествия в мир искусственного интеллекта, заявленная на конференции, предполагает не просто разговор об технологиях, а целую immersive-экскурсию через то, как ИИ формирует наше будущее. Представьте себе маршрут, на котором лидер страны вместе с представителями бизнеса и науки шаг за

МОСКВА, Идея о том, что государство должно четко понимать запросы компаний на инновации и создавать условия для практического использования передовых разработок, звучит как призыв к выстраиванию устойчивой и эффективной экосистемы, где научные исследования напрямую обслуживают потребности бизнеса и граждан. В такой

МОСКВА, Идея, озвученная Владимиром Путиным, состоит в том, что растущий потенциал отечественной атомной энергетики позволит последовательно наращивать вычислительные мощности для искусственного интеллекта за счет создания центров обработки данных на базе крупнейших атомных электростанций. Это предложение восходит к плавной синергии двух стратегических

МОСКВА, Идея, заложенная Путиным в контексте конференции о мире искусственного интеллекта, видится как стратегический импульс к переосмыслению инженерного образования и научно-исследовательской базы России. Говоря о том, что работа над сложными системами ИИ должна стать стимулом для укрепления инженерной школы в этой

МОСКВА, Идея Владимира Путина о том, что за обладание собственными фундаментальными языковыми моделями ИИ конкурируют не только крупные компании, но и целые государства, отражает смену парадигмы в мировой технологической и геополитической архитектуре. Фундаментальные языковые модели — не просто инструменты автоматизации текста.

ВЛАДИВОСТОК, Владивосток, 18 ноября — память о выдающемся ученом продолжает жить в научном сообществе и в тех проектах, которые он помог запускать и развивать. Согласно сообщению Национального научного центра морской биологии имени А. В. Жирмунского ДВО РАН, во время рабочей поездки

ВАШИНГТОН, По данным из Вашингтона, Blue Origin вновь пошла на рискованный тестовый шаг: их ракету-носитель New Glenn запустили спустя всего час после внезапной остановки за секунды до запланированного старта. Старт, который изначально должен был состояться в 14:57 по местному времени, был

МОСКВА, В статье речь идет о том, что SpaceX в 2026 году планирует запустить беспилотную миссию на Марс, и это выглядит как слишком амбициозная цель. Российские эксперты, академик Александр Железняков и научный руководитель Московского космического клуба Иван Моисеев, считают этот срок