Бетон - популярный строительный материал для бесчисленных конструкций, таких как мосты, башни и плотины. Но он также оказывает огромное влияние на окружающую среду, в основном из-за выбросов углекислого газа при производстве цемента - одного из его основных компонентов. Сегодня исследователи экспериментируют с корнеплодами и переработанным пластиком в бетоне, чтобы увидеть, может ли это сделать его более прочным и экологичным.
Профессор Саафи и его команда из Ланкастерского университета обратились за помощью к корнеплодам. Они исследовали, можно ли добавить в цемент отходы от моркови, перерабатываемые для производства детского питания, или остатки от экстракции свекловичного сахара, чтобы укрепить материал.
С помощью компьютерного моделирования, они смогли увидеть, как сверхтонкие листы из овощей, брошенные в цементную пасту, будут взаимодействовать и изучили их влияние как на гидратацию цемента и его механические свойства. Затем они провели эксперименты в лаборатории, чтобы проверить результаты моделирования.
Исследователи обнаружили, что использование листов из растительных отходов может улучшить свойства цемента. Листы действовали как резервуары, которые позволяли воде достигать большего количества частиц цемента и, таким образом, улучшали его связывающую способность.
Ученые обнаружили, что добавление корнеплодов в цемент также дает дополнительные преимущества. Например, при надавливании на морковь вырабатывается электроэнергия, которая может питать небольшую светодиодную лампу или электронные устройства.
Когда к цементу были добавлены морковные нанолисты, профессор Саафи и его коллеги обнаружили, что они могут делать бетон, производящий электричество. Если, например, построить мост, электричество может вырабатываться при проезде по нему автомобилей или даже движения пешеходов.
«Мы можем использовать это электричество из бетона для питания светодиодов или уличных фонарей», - сказал профессор Саафи.
Электроэнергия, производимая бетоном, также может дать представление о состоянии конструкции. Генерируемое напряжение изменится, например, при появлении трещин. Таким образом, включение устройства мониторинга, отслеживающего электрическую мощность в здании или мосту, может помочь определить, когда что-то не так и нужно проверить конструкцию, чтобы предотвратить аварию.
В настоящее время команда проводит полевые испытания, чтобы увидеть, смогут ли они построить конструкции из морковного цемента, которые будут иметь те же свойства, что и в лаборатории.
Если все пойдет хорошо, команда ожидает, что их растительный бетон может сократить количество цемента, необходимого для строительства конструкции.
