Ученые НИТУ «МИСиС» совместно с коллегами из Федерального технологического университета в Акуре (Нигерия) разработали новую технологию изготовления строительных композитов и плит на их основе. В качестве сырья были использованы древесные волокна кокоса и гибискуса.
Новый материал отличается повышенной влагостойкостью и прочностью и может стать заменой цементным картонам, которые производят из макулатуры и цемента в качестве связующего звена. Бумага в составе макулатуры обладает хорошей тепло- и звукоизоляцией, она дешева в использовании и требует минимум энергии при переработке, что позволяет отнести ее к экологичным материалам. Однако, обладая высокой поверхностной пористостью, бумажная масса склонна к обильному поглощению влаги из воздуха, что сильно ухудшает функциональные свойства цементных картонов. Ученые решили эту проблему, используя порошок скорлупы кокосового ореха и кенафа (гибискус коноплевый) в качестве наполнителя бумажных пор.
«Целью включения волокон в цементный материал было повышение его прочности и придание пластичности. Кроме того, волокна включены для уменьшения зарождения и распространения трещин и для равномерного распределения напряжения в матрице композита. Волокно кенафа мы смешивали в различных пропорциях с 20% цемента и таким же количеством порошка скорлупы кокосового ореха, в то время как оставшаяся часть состава представляла собой бумажную массу. Полученные образцы композитов выдерживали в течение 14, 28 и 90 дней и исследовали механические свойства. Результаты показали, что дозировка волокна в 2% оптимально улучшила прочность сцепления и силу удержания шурупа по сравнению с контрольной смесью», – рассказал соавтор исследования, ведущий эксперт НИЦ «Конструкционные керамические наноматериалы» НИТУ «МИСиС» Валентин Романовский.
По словам разработчиков, натуральные растительные волокна легкие, очень дешевые и обладают высокой прочностью и пластичностью. Непромокаемое волокно кенафа может использоваться для изготовления упаковочных тканей и мешков, ковров и скатертей, а также для производства бумаги и картона. Добавка волокна кенафа в процентной массе 1–3% обеспечила увеличение модуля упругости композита, а значит, и прочность итоговых строительных плит. А добавление 10% порошка скорлупы кокосового ореха снижает влагопроницаемость композитного материала.
Комментарии