Города растут, а вместе с ними — и потребность в стройматериалах.

Обычный портландцемент, хоть и остается «золотым стандартом» для укрепления грунта, наносит огромный урон экологии: на его производство приходится почти 8% мировых выбросов CO₂.

Параллельно тонны строительного мусора годами гниют на свалках. Японские ученые из Технологического института Шибауры нашли способ убить двух зайцев: превратить отходы в прочный заменитель цемента.

Результаты опубликованы в издании Cleaner Engineering and Technology.

Команда профессора Шинии Инадзуми создала геополимерный состав из двух видов отходов:

• Порошок от резки сайдинга (SCP) — остатки от производства облицовочных панелей.
• Земельный кремнезем (ES) — переработанное стекло.

Секрет успеха — в термообработке SCP при 110°C и 200°C: это повысило реактивность материала, позволив сократить его расход без потери прочности. Грунт, обработанный таким составом, выдерживает давление свыше 160 кН/м² — этого достаточно для строительства дорог и фундаментов.

Проблему с токсичностью решили на ходу. Первые тесты выявили вымывание мышьяка из-за стекла в ES.

Устойчивость не должна вредить экологии, — поясняет Инадзуми.

Добавка гидроксида кальция связала мышьяк в безопасные соединения, и состав прошел все нормы.

Где это пригодится

• В городах: для укрепления слабых грунтов под зданиями без тонн цемента.
• В зонах катастроф: быстрое восстановление дорог и насыпей.
• В сельских районах: производство стройблоков из местных почв.

Мы не просто нашли замену цементу, — говорит Инадзуми. — Мы показали, что мусор может быть ценнее, чем кажется.

Этот прорыв решает три ключевые проблемы:

1. Сокращение выбросов — геополимеры снижают зависимость от цемента, чье производство — один из главных источников CO₂.
2. Переработка отходов — миллионы тонн строймусора получат вторую жизнь вместо свалок.
3. Экономия ресурсов — местные почвы и отходы становятся сырьем, уменьшая логистические затраты.

Технология особенно актуальна для стран с дефицитом песка и цемента, например, для островных государств или регионов с бедными почвами.

Главный вопрос — масштабируемость. Лабораторные испытания — это одно, а вот массовое производство ES из стекла и SCP требует отлаженных цепочек сбора и переработки. Если в Японии с этим порядок, то в странах со слабой инфраструктурой утилизации внедрение может упереться в нехватку сырья.

Ранее ученые укрепили с помощью промышленных отходов водостойкость гипса.