11.10.2021, 19:33
Бетон — самый широко используемый строительный материал в мире, но он имеет огромные экологические издержки. Японские инженеры разработали новую технологию изготовления бетона путем переработки отходов строительства и объединения их с углекислым газом.
amyinlondon/Depositphotos
Это изобретение призвано сделать чрезвычайно «грязное» производство бетона чуть более экологичным
Подсчитано, что 8% глобальных выбросов углекислого газа приходится на производство бетона, и большая часть из них образуется в результате нагрева известняка до очень высоких температур для образования кальция − ключевого компонента химической реакции, образующей бетон. Предыдущие исследования изучали способы уменьшения или замены связующего агента, использования CO2, уловленного из атмосферы, или даже повышения способности уже готового продукта поглощать атмосферный CO2.
Для нового исследования команда из Токийского университета разработала процесс, который снижает воздействие бетона на окружающую среду сразу несколькими способами. Во-первых, новый материал сделан из старого бетонного щебня, который часто идет в отходы. Это не только продлевает срок службы старых материалов, но и позволяет проводить процесс при температуре около 70 ° C, что намного ниже, чем температура, необходимая для сжигания известняка (в этом случае речь идет о значениях выше 1000 °C). Другое преимущество заключается в том, что углекислый газ, который нужен для смеси, может поступать либо из промышленных выхлопных газов, либо извлекаться прямо из воздуха.
2021 Maruyama et al.
В ходе испытаний команда создала образцы блоков из обычных строительных отходов, затвердевшего цементного теста (HCP) или кварцевого песка. Процесс начинается с раствора бикарбоната кальция, состоящего из порошка известняка, деионизированной воды и углекислого газа. Затем этот раствор перекачивается в форму, содержащую один из заполнителей — порошок HCP или кварцевый песок, который затем нагревается до 70 °C. Конечным результатом является блок нового материала, который команда называет «бетоном на основе карбоната кальция».
Но есть и минусы. Этот материал, безусловно, снижает нагрузку на для окружающую среду, однако бетон из карбоната кальция в его нынешнем состоянии не так прочен, как классический аналог. Средняя прочность на сжатие блоков составила 8,6 МПа, что намного ниже, чем 20–40 МПа бетона из портландцемента. Тем не менее, команда говорит, что он все еще может найти применение в небольших зданиях и будет улучшен в ходе дальнейшей работы.
