В России предложили неожиданное решение: стекло вместо цемента — прочнее и дешевле

Исследователи из Донского государственного технического университета совместно с зарубежными коллегами разработали инновационный подход к производству бетона — в его состав предложено включать переработанные стеклянные отходы. Работа опубликована в журнале Scientific Reports.

По словам ученых, стеклянный порошок может эффективно заменить часть цемента в строительных смесях без ухудшения прочностных характеристик материала. Это решение не только способствует утилизации значительных объемов неразлагающегося стекла, но и снижает себестоимость строительства за счёт локализации производства стройматериалов и сокращения затрат на добавки и логистику.

Цемент, являющийся ключевым компонентом бетона, традиционно производится из глины и известняка с добавлением различных присадок, усиливающих прочность, регулирующих пластичность и время затвердевания. В его составе примерно 20 % занимает диоксид кремния — именно этот элемент лежит в основе большинства видов стекла. На этом сходстве и основана идея частичной замены цемента стеклянными отходами.

Мировое производство цемента стремительно растёт с 1990-х годов. По данным за 2023 год, лидерами стали Китай (2,1 млрд тонн), Индия (410 млн тонн) и Вьетнам (110 млн тонн). В то же время ежегодно в мире производится около 10 миллионов тонн стекла, из которых перерабатывается не более 20 %. Остальное попадает на свалки, где может сохраняться тысячелетиями.

Проведённые исследования доказали, что замена до 10 % цемента стеклянным порошком не ухудшает прочностные характеристики бетона. Как пояснил заведующий кафедрой строительства уникальных зданий и сооружений ДГТУ Сергей Стельмах, превышение этого показателя может негативно повлиять на технологические свойства смеси и нарушить контактные зоны в затвердевшем бетоне.

Кроме того, стеклянный порошок может использоваться как альтернатива дорогостоящим химическим добавкам, что делает такой подход особенно актуальным в условиях растущего спроса на жильё и инфраструктурные объекты.

Ученые подчеркивают, что их исследование носит комплексный характер — был проведён полный цикл лабораторных экспериментов и моделирования, позволяющий прогнозировать поведение строительных смесей с различным содержанием стеклянного порошка. В дальнейшем планируется изучить влияние размеров частиц стекла и степени его замещения на физико-механические характеристики бетона и железобетона.

Источник: sterlegrad.ru