Инновационные материалы для строительной индустрии готовятся к выходу на рынок

В августе 2025 года в отраслевом журнале «Строительство» появилась статья о новых строительных материалах, которые разрабатывают и готовятся внедрить в отрасли не только в России, но и за рубежом.

Так, в Перми разработана технология получения строительного ангидрита с использованием известняка вместо гипса. Исследование провели учёные Пермского политехнического национального исследовательского университета совместно с Институтом технической химии УрО РАН. В отличие от традиционного способа, при котором гипс подвергают термообработке при высоких температурах с применением серной кислоты, новый метод основан на реакции измельчённого известняка с кислотой при 110–160 °C. Выделяемое в ходе процесса тепло используется для испарения влаги. Это позволяет снизить энергозатраты на 70–90%. Производство организовано в замкнутой системе, исключающей образование отходов. Полученный активный ангидрит соответствует по свойствам классическому материалу. Технология прошла испытания и готова к внедрению.

В Ивановской области завершены пятилетние испытания модификатора битума МСБ1, разработанного в Российском государственном университете нефти и газа имени И.М. Губкина. Образцы асфальтобетонного покрытия с добавлением МСБ1 укладывались на участке автодороги «Шуя–Ковров». Оценка состояния полотна проводилась методами дефектоскопии, георадарного сканирования и вырубки. Результаты показали: модификатор повышает устойчивость к трещинам, колееобразованию и низким температурам, улучшает сцепление и снижает шум. МСБ1 — многокомпонентная добавка, формирующая в структуре битума разноуровневые сетки, снижающие миграцию маслянистых фракций. Применение модификатора позволяет уменьшить содержание битума в смеси на 0,6–1%, снизив стоимость асфальтобетона на 10%. В настоящее время выпускаются опытно-промышленные партии МСБ1. Продолжаются испытания на участке трассы Р-79 «Иваново–Ярославль» до 2028 года. В перспективе планируется адаптация состава для разных климатических зон.

Учёные Пермского Политеха разработали состав для тротуарного покрытия с фотолюминесцентными свойствами. Основой служит речной гравий фракции 3–10 мм, покрытый быстросохнущей эмалью с добавлением люминофора. Нанесение осуществляется в смесителе, после чего материал сушится на воздухе. В ходе исследования были протестированы различные пропорции компонентов. Наилучшие показатели — по прочности, износостойкости и длительности свечения — продемонстрировал состав № 5: 1 кг гравия, 50 г эмали, 2,2 г люминофора. Он обеспечивает интенсивность свечения 3 балла — максимальную для дорожных покрытий — и сохраняет свойства до пяти лет. Сцепление люминофора с гравием увеличено в 1,7 раза по сравнению с базовыми образцами. Покрытие устойчиво к ультрафиолетовому излучению, водопроницаемости и механическому износу. В дальнейшем планируется оптимизация состава с учётом экономических параметров для возможности массового применения. Материал может использоваться на пешеходных, велосипедных дорожках и в парковых зонах.

Специалисты Московского физико-технического института и НИЦ «Курчатовский институт» разработали программный комплекс для расчёта параметров свайных фундаментов в условиях вечной мерзлоты. Система предназначена для проектирования многоэтажных зданий в сейсмоопасных районах Крайнего Севера. Она позволяет моделировать поведение конструкций при различных условиях: длине и толщине свай, этажности, свойствах грунта, форме просадки и типе сейсмической волны. Расчёты показали, что повышение устойчивости достигается в первую очередь увеличением количества свай, а не их габаритов. Также установлено, что ключевое значение имеет величина просадки грунта под нагрузкой.

В Новгородском государственном университете проанализированы возможности использования вторичного сырья в строительстве. Исследователи изучили справочные данные по применению переработанных бытовых и промышленных отходов для производства конструкционных и отделочных материалов. Выявлено, что на их основе можно изготавливать бетонные смеси, гипсостружечные и древесностружечные плиты, шлакоблоки и арболит. В лаборатории проведены испытания бетонных кубиков: один тип — из традиционной смеси, другой — с крупным заполнителем из дроблёного кирпича. Прочность второго оказалась ниже на 14%, что позволяет использовать его в малоэтажном строительстве. Стоимость кубометра гравийного щебня составляет 1500–1800 рублей, тогда как битый кирпич доступен бесплатно. В дальнейшем планируется разработка проекта жилого дома из материалов на основе вторсырья с последующей публикацией в открытом доступе.

Учёные Сколковского института науки и технологий и Гранадского университета (Испания) предложили метод расчёта форм для куполов и волнистых оболочек, позволяющий сократить расход материалов. Вместо увеличения толщины или установки рёбер жёсткости прочность обеспечивается за счёт геометрии поверхности. Авторы адаптировали метод плотности силы для проектирования складчатых оболочек, «вшил» в их структуру узоры распределения нагрузок, что повышает жёсткость и снижает прогибы. Проведены расчёты устойчивости для пяти вариантов геометрии при опоре на четыре колонны или на контур стен. Подход позволяет изготавливать конструкции за один этап — например, путём формовки или 3D-печати, — что уменьшает трудозатраты и себестоимость.

В Иране, в Технологическом университете имени Амира Кабира, создан бетон для 3D-печати, устойчивый к циклам замораживания и оттаивания. Для этого в смесь введена воздухововлекающая добавка, формирующая мелкие воздушные поры. Они компенсируют расширение воды при замерзании, предотвращая растрескивание материала.

Исследователи Пенсильванского университета разработали бетон, поглощающий на 142% больше углекислого газа, чем традиционные составы. В качестве наполнителя использован диатомит — пористое вещество из окаменевших панцирей диатомовых водорослей. Материал напечатан на 3D-принтере с применением «чернил» на основе этого состава. Геометрия элементов основана на трижды периодических минимальных поверхностях (TPMS), характерных для кораллов, морских звёзд и костной ткани. Такая структура увеличивает площадь поверхности и обеспечивает прочность при минимальном расходе материала. Конструкции дополнительно усилены натяжными тросами. Несмотря на пористость, прочность составила 90% от стандартного бетона. Расход материала сокращён на 68%, а поглощение CO₂ на единицу цемента — увеличено на 32%.

Международная группа учёных из Сингапура, Китая и Саудовской Аравии разработала белую краску CCP-30, сочетающую радиационное охлаждение и испарительный механизм. В отличие от стандартных красок, которые только отражают солнечный свет, новая способна поглощать влагу из воздуха и дождевой воды, а затем испарять её, охлаждая поверхность. Основа — гидросиликат кальция (C-S-H гель), модифицированный полимерами и гигроскопичной солью. Это предотвращает растрескивание и преждевременное высыхание. Применение краски снижает потребление энергии на охлаждение на 30–40% и углеродный след — на 28%.