Для экологии и строительства

В современном городском водном хозяйстве на станциях подготовки питьевой воды образуется осадок – результат обработки природной воды коагулянтами. Он содержит много воды, а объем его составляет до 5% от производительности станции. В Челябинске такие осадки перекачиваются на очистные сооружения канализации. Но вместо этого их после обезвоживания можно эффективно использовать в строительной отрасли. Отделение осадка благоприятно скажется на экологии. Саму же сухую массу, если получить ее правильным путем, можно использовать для улучшения свойств строительных материалов. Эффективность такого способа доказали ученые Южно-Уральского государственного университета.

Прочнее и быстрее

Над проблемой несколько лет работали исследователи Архитектурно-строительного института ЮУрГУ. В первую очередь было необходимо решить, каким именно способом отделять осадок от воды: от этого зависит его влияние на свойства керамики, получаемой из глиняной шихты. В результате сотрудничества кафедр градостроительства, инженерных сетей и систем и строительных материалов и изделий АСИ ЮУрГУ исследовательская группа под руководством кандидата химических наук, доцента Марины Белкановой и кандидата технических наук Александра Орлова определила, что полученный методом замораживания-оттаивания осадок в количестве 4% позволяет снизить температуру обжига сформованного материала, а также снижает чувствительность к сушке и ускоряет ее процесс.

– Мы комплексно рассмотрели процесс получения осадка и его использования для модифицирования строительных материалов. В работах, которые мы изучали для проведения исследования, отражены результаты только одной части процесса. Разумеется, практика подобного модифицирования керамики существует, в Америке таким образом получают керамзит. Однако в России такого рода опыты почти не проводились, а на материале Челябинска работа не велась вовсе, – рассказал Александр Орлов.

Проверка на универсальность

Исследование проводилось на лабораторном оборудовании кафедры: использовались гидравлический пресс, печь, дериватограф. Полученные данные об улучшении свойств керамики затем проверили в лаборатории челябинского завода, специализирующегося на производстве керамических блоков и кирпичей. Результаты обоих экспериментов совпали.

Перспективные результаты ученые ЮУрГУ намерены использовать, взяв за основу отходы станции водоподготовки, расположенной в Санкт-Петербурге. Осадок, по предварительным данным, совпадает по химическому составу с образующимся в Челябинске. Если после его добавления в глиняную шихту получится керамика с улучшенными свойствами, то предложенный исследователями ЮУрГУ способ можно будет назвать универсальным для работы с отходами станций водоподготовки по всей России.

Потенциально внедрение такого способа очистки отходов и использования осадка может заинтересовать предприятия, выпускающие строительные материалы. В таком случае результаты исследования ученых ЮУрГУ будут полезны в сфере ресурсосбережения, экологии и строительства.

ЮУрГУ – это университет цифровых трансформаций, где ведутся инновационные исследования по большинству приоритетных направлений развития науки и техники. В соответствии со стратегией научно-технологического развития РФ вуз сфокусирован на развитии крупных научных междисциплинарных проектов в области цифровой индустрии, материаловедения и экологии. В Год науки и технологий ЮУрГУ примет участие в конкурсе по программе «Приоритет-2030». Вуз выполняет функции регионального проектного офиса Уральского межрегионального научно-образовательного центра мирового уровня (УМНОЦ).