Учёные предложили бетон с отходами рисовой шелухи, пластика и шин

Учёные из Высшей политехнической школы Литораля представили технологию производства бетона с использованием отходов — золы рисовой шелухи, переработанного пластика PET и резины из отработанных шин. Исследование опубликовано в журнале Construction and Building Materials и рассматривает возможность частичной замены песка в бетонных смесях вторичными материалами.

Разработка предложена на фоне растущего объёма отходов и высокой ресурсоёмкости строительной отрасли. По оценкам исследователей, ежегодно в мире образуется более 2 млрд тонн твёрдых коммунальных отходов, а спрос на песок достигает около 50 млрд тонн в год, что превышает темпы его естественного восполнения.

В рамках эксперимента учёные протестировали замену мелкого заполнителя (песка) на уровне 2,5%, 5% и 10% по массе. Полученные образцы сравнивались с традиционным бетоном по ключевым характеристикам — прочности, плотности, воздухосодержанию, модулю упругости и другим параметрам. Дополнительно проводился микроструктурный анализ.

Наиболее устойчивые результаты показала зола рисовой шелухи. При замещении на уровне 2,5% снижение прочности составило около 1,6%, что оценивается как незначительное. Это объясняется высоким содержанием кремнезёма и пуццолановыми свойствами материала, способствующими уплотнению структуры бетона.

Переработанный пластик PET продемонстрировал умеренное снижение характеристик: прочность на сжатие уменьшалась примерно на 10%, а на растяжение — до 18%. При этом материал сохранял удобоукладываемость и не требовал изменения водоцементного соотношения.

Наибольшее снижение прочности зафиксировано при использовании резиновой крошки. Исследователи связывают это с особенностями взаимодействия материала с цементной матрицей. Вместе с тем отмечается, что такие смеси обладают меньшей плотностью и повышенной пластичностью, что может быть востребовано в отдельных типах конструкций.

Ключевым выводом исследования стало то, что уровень замещения около 5% обеспечивает оптимальный баланс между экологическими преимуществами и техническими характеристиками. При увеличении доли вторичных материалов до 10% снижение прочности становится более выраженным, что ограничивает применение таких смесей в конструкциях с высокими нагрузками.

Авторы отмечают, что использование отходов в качестве компонентов бетона позволяет снизить потребление природных ресурсов, уменьшить объёмы захоронения отходов и сократить углеродный след строительной отрасли. Такой подход рассматривается как один из элементов перехода к циркулярной модели экономики, в которой отходы становятся ресурсом для производства новых материалов.