Кирпичи появились около 8–9 тысяч лет назад и до сих пор являются одним из самых распространенных строительных материалов. Меняя состав кирпича и способ его обработки, люди смогли приспособить его к разному климату и возводить из него небольшие постройки и роскошные дворцы. Например, во времена угольного отопления в кирпичи добавляли печную золу, чтобы повысить их прочность. Сегодня ученые придумали и испытали новую технологию производства особо прочных кирпичей — их «прокачивают» углекислым газом (СО2).
В состав обычных кирпичей, из которых строят дома, — керамических или силикатных — входят известняк или глина, вода и добавки, которые помогают добиться нужных свойств. Например, кварцевый песок делает материал устойчивым к появлению трещин, а бетонная крошка высветляет кирпич. Из компонентов замешивают «тесто», раскладывают его по формам и отправляют в печь на обжиг. На этом этапе материал на поверхности может частично сгорать, выделяя углекислый газ.
«Прокаченные» СО2 кирпичи производят по другим рецептуре и технологии. Их основная составляющая — шлам, то есть отходы металлургии, остающиеся после переработки горной породы. В шламе содержатся, в том числе, оксиды кремния, кальция и магния. Для увеличения объема массы, из которой «пекут» кирпичи, в нее добавляют известняк — он в основном состоит из карбоната кальция. Компоненты измельчают, смешивают и увлажняют водой. В результате получается пульпа — смесь, из которой можно формовать кирпичи или тротуарную плитку.
Дальше самое интересное: в процессе производства кирпичи «прокачивают» углекислым газом. Вместо высушивания и обжига их отправляют в специально разработанную герметичную камеру, заполненную CO2. Оксиды кремния, кальция и магния захватывают углекислый газ и образуют карбонаты. Этот процесс называется карбонизацией.
Александр Сулимов
доктор технических наук, эксперт «Газпром нефти»
В результате карбонизации в строительном материале не остается свободного углекислого газа, который мог бы вырваться наружу. CO2 может освободиться только при температурах свыше 500 градусов, когда начнутся процессы разрушения стройматериала.
В итоге получается внешне обычный кирпич, но успевший послужить на благо экологии сразу три раза: углекислый газ надежно спрятали внутрь стройматериала (его доля составляет 10–20%), удалось направить в дело отходы металлургии и отказаться от энергозатратной термической обработки.
Другие передовые способы утилизовать излишек углекислого газа — закачивать его в пласты с углеводородами, чтобы усилить их приток, или в подземные хранилища либо «паковать» в гидраты и захоранивать.
Первую партию кирпичей и плитки уже выпустили на одном из кирпичных заводов на юге России. Сейчас специалисты просчитывают запуск масштабного производства. Кирпичи можно применять для строительства жилья и хозяйственных зданий и в качестве отделочного материала: их качества аналогичны традиционным, а прочность выше. Переживать, что стены будут источать CO2, не стоит.
Оригинал статьи и другие материалы об энергетике читайте на сайте журнала «Энергия+».