Бетон — важнейший после воды строительный материал планетарного масштаба. Годовой объем выпуска цемента превышает 4 млрд тонн, а значительная доля глобальных выбросов СО₂ (около 8%) прямо связана с его колоссальным потреблением.
Производство бетона невозможно без специфического песка — он обязан иметь конкретные размеры и форму зерна. Чтобы его добыть, люди активно дробят горные породы и разрабатывают русла рек. Такая бурная деятельность серьезно нарушает естественные экосистемы и вызывает острую нехватку ресурсов качественного строительного песка.
Здесь скрывается явное противоречие: пока мы истощаем реки и вскрываем горы огромные запасы песка покоятся в мировых пустынях, но его структура слишком однородна для обычного бетона. Превратится ли этот пока недоступный ресурс в практику?
Главная сложность применения пустынного песка
"Ученые активно исследовали потенциал пустынного песка для бетона. Ключевая проблема — его мелкозернистость. Она не позволяет ему быть сильным заполнителем. Готовый бетон не достигнет требуемой в стройиндустрии прочности", — резюмирует Жэнь Вэй из Норвежского университета науки и технологии.
Ботанический бетон: революционный подход
Специалисты Норвежского университета естественных наук в связке с Токийским университетом разработали опытный образец нового материала — ботанический бетон с песком пустыни. Его состав включает пустынный песок и органические добавки, а творят уникальный композит термопрессованием частиц древесного сырья и дюнного песка.
Путь к успеху: подбор идеальной формулы
Ученые кропотливо подбирали оптимальные режимы. Были отработаны разные виды песка, уровни давления при прессовании и температуры нагрева. Удивительно, но пустынные сыпучие идеально подошли. Созданный материал демонстрирует исключительную плотность, позволяющую производить из него тротуарную плитку и элементы мощения дорожек.
"Все опыты велись в лаборатории Токийского университета, — говорит Жэнь Вэй. — Мы анализировали множество переменных: вид песка, технологию термообработки, пропорции, длительность прессования и величину нагрузки, чтобы найти их влияние на механические свойства бетона и его плотность".
Видение зеленой трансформации отрасли
Если строительный потенциал этого бетона подтвердится в промышленных условиях, это радикально снизит нужду в добыче речного песка и горных карьеров, спася природу от опасного вмешательства. К тому же, это откроет доступ к гигантским кладовым песков в засушливых регионах, к которым ранее было сложно подступиться.
Перспективы масштабирования и дальнейшие шаги
"Процедура производства достаточно проста для внедрения в разных точках планеты, — отмечает Жэнь Вэй. — Но необходимы новые исследования, например, на стойкость ботанического бетона к морозу перед его активным использованием в Норвегии".
Экологический выбор: локальное и ответственное решение
Исследователь акцентирует: для максимального экогэффекта песок пустынь нужно вовлекать в стройпроцессы регионах, где он находится. Транспортировка его по миру создала бы новую угрозу для климата. Эта инновация прокладывает путь к более зеленому строительству и способна помочь разрешить всемирную дилемму – одновременную повсеместную деградацию гор и изобилие песка.
Источник: scientificrussia.ru