Речь идёт о цитрогипсе — побочном продукте биохимического производства лимонной кислоты. До сих пор многотоннажные накопления этого материала практически не находили полезного применения. Белгородские исследователи НИУ «БелГУ» под руководством директора Инжинирингового центра «БелГУ» Ивана Никулина совместно с коллегами из БГТУ им. В.Г. Шухова предложили использовать его как добавку при производстве шлакощелочного вяжущего — экологичной альтернативы традиционному цементу.
Иван Никулин, фотография предоставлена пресс-службой НИУ «БелГУ»
По словам авторов разработки, цитрогипс позволяет управлять временем затвердевания строительной смеси без потери её прочности. Благодаря этому материал можно адаптировать под разные задачи — например, ускорить схватывание при срочных ремонтных работах или, наоборот, увеличить время для транспортировки раствора.
— Результаты лабораторных испытаний показали, что добавка цитрогипса позволяет сократить начало схватывания почти вдвое — на 40–51 процент. При этом процесс остаётся под полным контролем технолога. Варьируя дозировку в узком диапазоне, можно регулировать затвердевание смеси под конкретную задачу: увеличить скорость для срочного ремонта или обеспечить запас времени для транспортировки раствора, — рассказал Иван Никулин.
При этом прочность материала достигает 32,8 мегапаскаля, что сопоставимо с показателями одной из самых популярных марок цемента. По мнению разработчиков, такую смесь можно использовать при производстве штукатурки, тротуарной плитки и лестничных маршей.
Исследование поддержало Министерство науки и высшего образования России. В университете отмечают, что разработка не только решает фундаментальную проблему щелочеактивированных вяжущих, но и позволяет найти применение промышленным отходам производства лимонной кислоты, которые раньше практически не использовались.
Для Белгорода тема использования цитрогипса имеет и местное значение. В Белгороде долгие годы работал единственный в России производитель лимонной кислоты — завод «Цитробел», он остановился в 2017 году, накопив огромные запасы этого побочного продукта. После того как территории предприятия вошли в городскую черту, завод оказался в центре многолетних судебных споров как раз из-за отходов производства. В 2021 году суд разрешил предприятию начать рекультивацию земель и вывоз цитрогипса. Разработка учёных БелГУ фактически предлагает найти промышленное применение отходу, который долгие годы оставался экологической проблемой для города.
Фотография из архива Инжинирингового центраНИУ «БелГУ»
Ученые НИУ «БелГУ» не первый год работают над поиском способов применения и утилизации цитрогипса. По составу он соответствует природному гипсу, не содержит тяжёлых металлов и относится к самому низкому классу отходов, являясь безвредным для человека. Поэтому учёные предлагали способ извлекать из него полезные вещества с помощью растений, а также использовать его в качестве однокомпонентного грунта для выращивания саженцев древесных и древесно-кустарниковых растений при формировании ландшафтного дизайна.