Исследователи из Университета Ньюкасла разработали новый строительный раствор, в состав которого входят переработанный пластик и кварцевый аэрогель, что позволяет сократить теплопотери на 55% по сравнению со стандартными смесями.
Этот экологически чистый строительный материал может помочь решить сразу две важнейшие проблемы: сократить количество пластиковых отходов и снизить затраты энергии на отопление и охлаждение зданий.
Команда учёных создала раствор, заменив часть природного песка смесью частиц кварцевого аэрогеля и измельчённого полиэтилентерефталата (пластика). Силикатный аэрогель уже известен своей теплоизоляцией и используется в разных отраслях – от строительства до аэрокосмической промышленности.
Соединив его с переработанным пластиком, исследователи добились высокого уровня энергоэффективности, а также предотвратили попадание большего количества пластика на свалки.
Читайте: Самые радиоактивные места на Земле – Это не только Чернобыль и Фукусима
Испытания экологически чистой строительной смеси
Испытания проводились на семи различных составах строительного раствора, которые сравнивались с обычным раствором.
В наиболее перспективном составе вместо песка использовались 7% необработанных силикатных аэрогелей в сочетании с 3% измельчённого ПЭТ-пластика. Авторы исследования пояснили: «Новая формула помогла снизить теплопроводность раствора на 55%».
Несмотря на такую замену компонентов, полученный материал по-прежнему соответствует международным строительным стандартам, включая BS-EN 413-1:2011, ASTM C270-10 и AS 1012/AS 3700.
«Это исследование демонстрирует, что наша смесь из переработанных отходов ПЭТ-пластика может быть использована для производства цементных растворов, и это эффективный способ снизить их воздействие на окружающую среду.
Разве не замечательно было бы уменьшить счета за отопление новостроек и в то же время значительно сократить количество пластиковых отходов в мире?» – говорит Лидия Шиллер, профессор наноразмерных наук инженерного факультета и один из ведущих авторов исследования.
Аэрогели, особенно на основе кремнезёма, уже давно изучаются на предмет изоляционных свойств, но их включение в прочный строительный материал сопряжено с техническими трудностями. В рамках проекта исследователи изменили поверхность частиц кремнезёмного аэрогеля, чтобы обеспечить их правильную интеграцию с цементным связующим и ПЭТ-пластиком.
Измельчённые отходы пластиковых бутылок, промытых и высушенных в течение 24 часов, заменили часть песка, улучшив экологичность и теплоизоляционные свойства смеси.
«Улучшение теплотехнических характеристик каменной кладки зданий путём снижения энергозатрат на отопление и охлаждение зданий для обеспечения комфорта пользователей является одной из основных тем, рассматриваемых в современном строительном секторе. В нашей работе модификация поверхности частиц кремнезёмного аэрогеля стала решающим шагом на пути к успешному внедрению частиц кремнезёмного аэрогеля в цементное вяжущее и ПЭТ-пластик».
Планы по широкому внедрению
В перспективе команда исследователей намерена расширить масштабы своей работы до крупных реальных областей применения.
На следующем этапе нужно найти партнёров, например, строительную компанию, чтобы подать заявку на финансирование и построить дом, используя новый раствор. Это позволит получить прямые доказательства потенциальной экономии энергии и оценить экономическую эффективность применения такой каменной кладки в строительстве.
Решая проблемы теплопотерь и пластикового загрязнения, этот новый раствор может сыграть важную роль в будущем более экологичном строительстве. Снижение потребности в энергии для отопления и охлаждения может сделать здания экологичнее, в то время как использование переработанного пластика помогает уменьшить бремя отходов, лежащее на окружающей среде.
Если такие решения получат широкое распространение, они могут стать значительным шагом на пути к энергоэффективным зданиям, которые также минимизируют глобальные потоки отходов.
Хочу первым узнавать о ТЕХНОЛОГИЯХ – ПОДПИСАТЬСЯ на Telegram
Читать свежие обзоры гаджетов на нашем сайте – TehnObzor.RU