Труды КНЦ (Технические науки вып.1/2025(16))

For citation: Development of geopolymer materials for a wide range of applications using the mineral resource base of the Russian Federation / O. Yu. Golubeva [et al.] // Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2025. Vol. 16, No. 1. P. 232-237. doi:10.37614/2949-1215.2025.16.1.041. Введение В настоящее время одной из важнейших задач является решение проблемы импортозамещения и развития технологического суверенитета Российской Федерации. Российская минерально - сырьевая база является фундаментом экономики страны и ее естественным конкурентным преимуществом на долгосрочную перспективу, что позволяет утверждать, что указанная проблема будет успешно решена. В последние годы экологичные материалы находятся в центре внимания мировых исследований. Одним из примеров таких материалов являются геополимеры, представляющие собой синтетические неорганические полимеры, получаемые путем щелочной или кислотной активации алюмосиликатного сырья [1; 2]. Интерес к геополимерам объясняется прежде всего потребностью поиска новых экологически чистых материалов, выделяющих меньше CO 2 , чем при производстве традиционного портландцемента, на долю которого приходится 7 % мировых антропогенных выбросов углекислого газа в атмосферу. Благодаря относительно низким температурам получения дегидратированных алюмосиликатов (700-900 oC) и простой технологии синтеза геополимеров снижаются затраты на энергоресурсы и уменьшаются выбросы CO 2 . При получении геополимеров может быть использовано как природное сырье, так и техногенные отходы (зола уноса, доменный шлак), которые не подвергаются термообработке, что еще больше удешевляет их производство. Геополимеры обладают ценными свойствами, такими как: высокая прочность на сжатие и изгиб, химическая стойкость, устойчивость к циклическому замораживанию и оттаиванию (что делает возможным применение данных материалов в условиях арктического и субарктического климата), огнестойкость, возможность варьирования модуля упругости и реологических свойств геополимерного материала, высокие гидроизоляционные характеристики, возможность получения пористых материалов, что открывает широкие перспективы для их промышленного внедрения. Немаловажное значение для развития данного направления имеет возможность использования отечественного дешевого природного и техногенного алюмосиликатного сырья. Так, в России первичные каолины добываются на 7 месторождениях, вторичные — на 12, имеется 22 месторождения бентонитовых глин, 4 разрабатываемых месторождения цеолитов и 14 месторождений тальковых руд. В настоящее время отсутствуют научно-обоснованные подходы к подбору технологических параметров при получении геополимерных материалов с использованием минеральных ресурсов Российской Федерации. В свою очередь, недостаточная изученность процесса формирования геополимеров усложняет прогнозирование их эксплуатационных свойств, что лимитирует широкое внедрение таких материалов в технику и промышленность. Целью работы является изучение процессов геополимеризации и получение материалов с заданными физико-химическими и эксплуатационными свойствами с использованием различного природного (каолинит, бентонит) и техногенного (зола уноса) силикатного сырья Российской Федерации. Результаты Схема технологии получения геополимеров и их основные характеристики представлены на рис. 1. В качестве исходных веществ для синтеза образцов с заданными соотношениями SiO 2 /Al 2 O 3 были использованы следующие реактивы: природный каолин марки КР-1 (каолин обогащенный ГОСТ 19608-84 OOO, «Нева-Реактив», Россия), бентонит природный (месторождение «10-й Хутор», Хакасия), зола уноса (Россия). гидроксид натрия (ЧДА, ЗАО «ВЕКТОН», Россия), жидкое стекло (тех. ч., АО «ЛенРеактив», Россия, с массовым содержанием SiO 2 и Na 2 O 30,8 и 11,3 % соответственно). Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2025. Т. 16, № 1. С. 232-237. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2025. Vol. 16, No. 1. P. 232-237. © Голубева О. Ю., Алексеев А. А., Аликина Ю. А., Бразовская Е. Ю., 2025 233