Химия строительных материалов: что влияет на прочность и долговечность постройки

Любое здание, от обычной многоэтажки до уникального небоскреба, начинается с выбора материалов. От того, насколько правильно подобраны бетон, арматура, гидроизоляция и связующие компоненты, зависит, простоит ли дом десятилетия или начнет разрушаться уже через несколько лет. Однако традиционные рецептуры и методы, десятилетиями остававшиеся неизменными, сегодня перестают отвечать современным требованиям. Ученые по всей стране работают над созданием материалов нового поколения — более прочных, долговечных, безопасных и экономичных.

2026 год: новые стандарты качества

Начало 2026 года ознаменовалось вступлением в силу сразу нескольких профильных ГОСТов, ужесточающих требования к строительным материалам и методам их испытаний. С 1 января начали действовать стандарты, устанавливающие правила определения водопоглощения керамических изделий, методики измерения механической прочности бентонитовых глин, а также технические условия на армирующие фасадные сетки из стекловолокна.

Эти изменения — не бюрократическая формальность. За каждым стандартом стоит стремление повысить надежность зданий. Водопоглощение напрямую влияет на морозостойкость: чем больше влаги впитывает материал, тем выше риск разрушения при замерзании и оттаивании. Прочность глин определяет качество кирпича и керамических блоков. А щелочестойкость фасадных сеток гарантирует, что штукатурный слой не растрескается и не отвалится спустя пару сезонов.

Северное домостроение: гидроизоляция для экстремальных условий

Отдельный вызов для строителей — работа в условиях Крайнего Севера и Арктики. Обычные битумные мастики при низких температурах теряют пластичность, становятся хрупкими и трескаются. Ученые Института нефти и газа Сибирского федерального университета (входит в НОЦ «Енисейская Сибирь») нашли решение. Они разработали новые составы полимерно-битумных мастик, чья морозостойкость улучшена на 15–20 градусов по сравнению с аналогами.

Секрет — в специальном полимерном наполнителе, который уравновешивает конфликтующие требования прочности и пластичности. Мастики выпускаются в двух вариантах: холодного использования (жидкие, наносятся кистью) и горячего (в виде твёрдых пластов, разогреваемых перед нанесением). Их можно применять и для изготовления фасадных плит с наполнителем из кварцевого песка, которые не только защищают здания от влаги, бурь и снегопадов, но и выглядят эстетично, имитируя кирпичную или монолитную поверхность. Технология полностью отечественная, использует отходы нефтепереработки и не требует дополнительных инвестиций.

Довольно неожиданный источник сырья — борщевик. Студенты и аспиранты НИУ МГСУ под руководством профессора Михаила Бруяко доказали: стебли этого опасного сорняка, обладающие пористой ячеистой структурой, отлично подходят для производства тепло- и звукоизоляционных материалов. В сочетании с вяжущими веществами из борщевика можно изготавливать строительные блоки и панели — лёгкие, пористые, доступные и экологичные. Разработка уже отмечена наградами международных выставок и включена в федеральную программу «Приоритет 2030.

НИУ МГСУ — флагман материаловедения

Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет является ведущим научным центром страны в области строительного материаловедения. Именно здесь создаются инновационные решения, которые затем тиражируются по всей отрасли.

Одна из последних разработок — модификатор для цементных смесей, используемых в строительной 3D-печати. Проблема аддитивного строительства в том, что бетон твердеет не в защищённой опалубке, а на открытом воздухе. Процессы теплообмена идут неконтролируемо, что приводит к усадочным деформациям и трещинам — особенно при увеличении размеров конструкций.

Ученые Научно-исследовательского института строительных материалов и технологий НИУ МГСУ под руководством Алексея Адамцевича создали специальный модификатор, который обеспечивает контролируемую усадку и снижает риск растрескивания. Дома и конструкции, напечатанные по этой технологии, приобретают повышенную надёжность и устойчивую монолитность.

Лицензия на использование разработки уже передана индустриальному партнёру в рамках созданного при участии вуза «Консорциума аддитивных технологий в строительстве». Организован промышленный выпуск линеек смесей для 3D-печати на полностью отечественной сырьевой базе. Технология адаптирована под существующие роботизированные комплексы и не требует перенастройки оборудования.

Важно, что эти материалы пригодны не только для печати малых архитектурных форм, но и для возведения несущих и ограждающих конструкций зданий. Это создаёт основу для широкого применения аддитивных технологий в массовом строительстве.

В апреле 2025 года учёные НИУ МГСУ (НОЦ «Наноматериалы и нанотехнологии») под руководством Александра Иноземцева предложили использовать в строительной 3D-печати полиакрилаты натрия. Эти вещества формируют тонкие плёнки в структуре композитного материала, сохраняя запасы воды, необходимой для регулировки гидратации, и устраняя линейную усадку больших поверхностей.

Научная инфраструктура кампуса мирового уровня

Кампусная политика НИУ МГСУ строится на главном принципе: от комфортного кампуса — к комфортному городу. Будущий кампус мирового уровня станет круглосуточным пространством для учебы, исследовательской работы студентов, сотрудников и партнёров университета. В его стенах будет создана доступная, современная и инклюзивная среда.

Проект реализуется в рамках нацпроекта «Молодёжь и дети». Общая площадь создаваемых объектов превышает 438 тыс. кв. м. В составе кампуса предусмотрены передовые научные пространства, напрямую связанные с материаловедением.

Университет активно сотрудничает с индустриальными партнёрами. Под эгидой корпорации «Технониколь» в НИУ МГСУ прошёл конкурс выпускных квалификационных работ по направлению строительного материаловедения. Победители — Никита Борисенко (работа о синтезе затравочных кристаллов для портландцементных растворов в низкотемпературной плазме), Полина Кучаева (проект производства ЖБИ для подземных сооружений) и Ксения Сироткина (проект производства ЖБИ для гражданского строительства).

«Газпромнефть – Битумные материалы» и НИУ МГСУ договорились о совместной апробации комплексных систем гидроизоляции для объектов жилого и промышленного назначения. Оценку надёжности проведут эксперты университета, а студенты получат возможность стажировок на производственных объектах компании.

Прочность и долговечность зданий определяются на молекулярном уровне. И сегодня российская наука — от Сибири до Москвы — создаёт материалы, которые сделают строительство более надёжным, безопасным и экологичным. НИУ МГСУ, объединяя фундаментальные исследования, передовую лабораторную базу и подготовку кадров, выступает ключевым центром этой работы. Для отрасли, решающей задачи реновации, развития Арктики и массового жилищного строительства, такие разработки — не просто научный интерес, а стратегическая необходимость.

Материал подготовлен при участии специалистов НИУ МГСУ в рамках федеральной программы стратегического академического лидерства «Приоритет-2030» в целях реализации нацпроекта «Жилье и городская среда»