Андрес Триккель из Таллиннского технического университета вместе с коллегами изучил глину из карьеров Аруметса и Азери. Они нагревали материал в специальной печи при трех разных температурах – 750, 825 и 900 градусов, а затем смешали его с гашеной известью и песком, чтобы измерить прочность получившихся образцов камня.

Все камни из смеси с обработанной глиной превысили предел прочности, установленный для материалов такого рода в бетонной промышленности. Результат считается успешным, если после недели затвердевания материал выдерживает давление не менее четырех мегапаскалей. Это означает, что затвердевший раствор должен выдерживать нагрузку около 40 килограммов на каждый квадратный сантиметр своей площади.

Измерения показали, что наилучший результат дает глина, обожженная при температуре 825 градусов. Обработанная при этой температуре глина из Аруметса и Азери выдерживала давление примерно в семь мегапаскалей. Небольшое преимущество глины из Аруметса объясняется тем, что она содержит больше каолинита. Этот глинистый минерал делает материал химически более активным.

Хотя раствор на основе глины не разрушится от первого же порыва ветра, его прочность значительно уступает классическому цементу. Например, фундамент обычного частного дома должен выдерживать примерно в четыре раза большую нагрузку. Поэтому ученые видят в глине скорее частичную замену цементу. Однако для того, чтобы дать строительным инженерам уверенность, необходимо провести дополнительные исследования.

Но как обычная глина вдруг начинает затвердевать подобно бетону? Тепло разрушает упорядоченную кристаллическую структуру глины. Благодаря этому высвобождаются кремний и алюминий, которые вступают в реакцию с известью и образуют прочный связующий гель. Температурный режим играет здесь ключевую роль. Если глина получает слишком мало тепла, она не становится достаточно активной. Если же температура поднимается до 900 градусов или выше, из частиц глины формируются новые прочные кристаллы. В результате площадь поверхности материала сокращается, и его исходная реакционная способность исчезает.

Эти открытия дают строительному сектору надежду на то, что эстонская глина, которая до сих пор использовалась в основном для производства кирпича, в перспективе может послужить основой для создания более экологичного бетона.

Результаты были опубликованы в журнале Journal of Thermal Analysis and Calorimetry.