Ученые, работающие в строительной отрасли во многих странах и разрабатывающие технологии, снижающие нагрузку на окружающую среду, давно задумались о том, как уменьшить количество цемента в бетоне, экологически “загрязненном” компоненте, не ухудшая качество строительного материала.
Бетон - самый распространенный искусственный материал в мире. Например, ежегодно на одного человека приходится около трех тонн бетона. И хотя о воздействии искусственных материалов, таких как пластик, на окружающую среду, широко говорили и писали последние десятилетия, гораздо меньше говорят о печальных последствиях использования бетона.
Бетон - это вода, цемент и наполнитель - песок. Только цементная промышленность составляет около 8% глобальных выбросов углекислого газа, в то время как производство бетона потребляет до 10% мирового промышленного запаса воды. Кроме того, количество цемента, произведенного каждые два года, превышает количество пластика, произведенного за последние 60 лет.
Эти экологические цели побудили доцента Панг Цзе Дай и его команду из Центра передовых материалов и конструкций в Национальном университете Сингапура (NUS Civil and Environmental Engineering) бросить усилия на разработку более чистого и устойчивого бетона.
Замена дефицитного песка обычной глиной
Городское развитие в Сингапуре стремительно развивается. И, естественно, для этого требуется огромное количество бетона, что создает огромный спрос на воду и песок – ресурсы, которых не хватает городу-государству. Доцент Панг и его команда нашли удивительное решение этой насущной проблемы.
В своем исследовании, которое вышло в журнале "Строительство и стройматериалы", команда НУС продемонстрировала, что они могут значительно уменьшить количество песка, необходимого для изготовления бетонной смеси, используя обычный глинистый материал, который легко извлекается из земляных отходов.
Глина, добытая со стройплощадок в Сингапуре, нагревалась до 700 ° C, чтобы "активировать" ее структуру, чтобы увеличить связующую способность будущего бетона. Затем исследователи смогли изготовить сверхвысокий бетон.
(UHPC) - удивительно прочный пример бетона, способный уменьшить размеры конструктивных элементов и потенциально уменьшить количество используемого бетона.
Обработка отработанной глины
Замена мелкого песка «активной» глиной оказалась в три раза выгоднее, так как песок дороже, имеет большой углеродный след и канцероген при длительном воздействии, так как содержит кремнезем. Кроме того, команда НУС также обнаружила, что замена части песочного наполнителя активированной отработанной глиной не сказалась на прочности UHPC.
Проходческая и фундаментальная разработка, широко распространенная в Сингапуре, приводит к образованию большого количества отходов раскопок. Утилизация этой отработанной глины проблематична, так как в Сингапуре, где недостаточно земли, имеется ограниченное хранилище.
“Наше открытие не только снижает потребление ценных ресурсов, но и способствует круговой экономике с использованием отработанной глины. Это открывает возможность превратить эти отходы в потенциальный источник ", - объясняет доцент Панг.
Это первый случай, когда в качестве наполнителя в бетоне используется низкосортная отработанная глина. Во всем мире много низкосортной глины. Его универсальное использование в качестве наполнителя в бетоне не только поможет снизить углеродный след бетона, но и может снизить себестоимость производства.
#глина #бетон #обработкаглины #глинадлябетона #москва #бетононасос #бетононасосмосква