Исследователи из КФУ выяснили, как пористость влияет на строительную керамику - и нашли неожиданные закономерности

Ученые Казанского федерального университета совместно с коллегами из Казанского архитектурно-строительного университета провели эксперимент, который меняет привычные представления о строительной керамике. Оказалось, что размер пор - далеко не главное. Важнее их структура.

Суглинок плюс опилки: что получилось в итоге

Для опытных образцов взяли суглинок Ключищенского месторождения в Татарстане - сырьё доступное и недорогое. К нему добавили два типа выгорающих при обжиге добавок: обычные древесные опилки и продукт утилизации нефтешламов. Последнее особенно интересно - фактически речь идёт о переработке промышленных отходов в строительный материал.

Также использовались модификаторы для улучшения пластичности глинистой массы и итоговых механических свойств. Ничего экзотического - расчёт на отечественное сырьё и реальную производственную применимость.

Томограф вместо догадок

Ключевым инструментом стал метод рентгеновской компьютерной томографии - на оборудовании КФУ изучили и базовый образец без добавок, и все экспериментальные варианты. Метод дал то, чего раньше добиться было сложно: детальную картину порового пространства в объёме, без разрушения образца.

Выводы оказались неочевидными. Как пояснила доцент кафедры минералогии и литологии Евгения Нуриева, прямой связи между размером пор и такими характеристиками, как теплопроводность, прочность и водопоглощение, не обнаружили. Решающую роль играет тип пористости - открытая или закрытая.

• Крупные поры оказались закрытыми - они снижают водопоглощение материала
• Мелкие поры, напротив, провоцируют трещинообразование и капиллярный подсос воды
• Именно структура порового пространства, а не его объём, определяет эксплуатационные свойства керамики

Зачем это строительной отрасли

Высокопористая керамика, полученная в ходе экспериментов, сочетает достаточную прочность с низкой теплопроводностью. Это открывает конкретную нишу - производство кирпичей и блоков для энергоэффективных стен. По сути, речь о «керамическом утеплителе», который, в отличие от минеральной ваты или пенополистирола, не деградирует со временем и сохраняет свойства на весь жизненный цикл здания.

В условиях, когда строительная отрасль ищет отечественные альтернативы импортным теплоизоляционным материалам, подобные разработки приобретают вполне прикладное значение. Результаты исследования опубликованы в журнале «Известия вузов».