Новое исследование, опубликованное в журнале Sustainability учеными факультета гражданского и экологического строительства Университета штата Айдахо, показывает, что если заменить часть цемента в бетоне на РСС — осажденный карбонат кальция (отходы, образующиеся при переработке сахарной свеклы в рафинированный сахар), — то прочность бетона будет такая же, как у обычного.
PCC химически идентичен известняку. Сегодня для производства цемента производители нагревают известняк, глину и другие материалы, а затем измельчают их в порошок. На процесс производства цемента приходится около 8% всех мировых выбросов углекислого газа.
Исследовательская группа провела серию небольших испытаний образцов бетона с разным количеством ПЦК и контрольного образца обычного бетона. Ученые обнаружили, что до 30% цемента, используемого для изготовления бетона, можно заменить осажденным карбонатом кальция и при этом соответствовать стандартам Американского общества по испытаниям и материалам.
Помимо изучения возможностей экологизации цемента, исследовательская группа также рассмотрела возможность использования отходов для бетона вместо песка или щебня, обычно используемых в качестве заполнителя. Утилизированный бетонный заполнитель — это ранее использованные куски бетона, которые измельчаются до нужных для проекта размеров. Результаты показали, что до 100% заполнителей можно заменить бетонными отходами без потери прочности. В отчете Агентства по охране окружающей среды за 2020 год говорится, что в США на долю бетона приходится 381 миллион тонн.
«Традиционное производство бетона приводит к значительным выбросам углекислого газа и потребляет значительное количество сырья в глобальном масштабе», — говорит Кабирадж Фуял, аспирант, изучающий строительство, и ведущий автор исследования.
«Изучение более экологичных вариантов производства бетона имеет большое значение для решения экологических проблем. Кроме того, протестированный нами бетон может стать более дешевой альтернативой для строителей, поскольку в нем используются переработанные и вторичные материалы».
Хотя перспективы экологически чистого бетона многообещающие, его еще нужно будет подвергнуть дополнительным испытаниям. Исследователи планируют продолжить тестирование новой, более экологичной бетонной смеси на устойчивость к замораживанию-оттаиванию, твердость поверхности и многое другое, чтобы определить ее общую долговечность и способность выдерживать реальные условия эксплуатации.
«Работа над этим проектом была для меня захватывающим и полезным опытом», — сказал Фуял. «Это была прекрасная возможность применить полученные знания и навыки в экологическом строительстве».
