Необычные добавки для бетона: разработки современных ученых



 

Необычные добавки для бетона: разработки современных ученых

 

 

Обычный с виду бетон может содержать в себе неожиданные наполнители
Обычный с виду бетон может содержать в себе неожиданные наполнители

Одной из самых энергоемких и загрязняющих атмосферу отраслей является цементная промышленность. Процесс производства цемента связан с высокими выбросами углекислого газа: около 900 кг на каждую тонну. Подсчитано, что 8% выбросов углекислого газа в мире приходится как раз на производство цемента – основного компонента самого распространенного в строительстве материала, бетона.

И в ближайшее время объемы этого производства планируется увеличивать. Поэтому ученые во многих странах, работающие в строительной отрасли и разрабатывающие технологии, снижающие нагрузку на экологию, задумались над тем, как уменьшить количество цемента в бетоне, не ухудшив при этом его качества. И решение нашлось, да не одно.

Графеновый бетон

В 2004 году группа британских и российских ученых получила новый материал – графен. Он представляет собой двухмерную кристаллическую решетку из атомов углерода. Решетка состоит из ячеек в форме правильных шестиугольников, и обладает толщиной в один атом.

Кристаллическая структура графена
Кристаллическая структура графена

Выглядящий как обычная сажа, графен обладает очень высокой гибкостью и прочностью. Этому наноматериалу пророчат большое будущее, намереваясь использовать в авиастроении, космонавтике и других современных сферах человеческой деятельности.

Так выглядит новое вещество с уникальными свойствами
Так выглядит новое вещество с уникальными свойствами

Но ученые из Эксетерского университета (Великобритания) уже сегодня предлагают применять графен при производстве бетона в качестве добавки, увеличивающей его прочность и снижающей расход цемента.

Они провели уникальный эксперимент, суспензировав графеновые хлопья в воде, и добавив их в смесь компонентов при изготовлении традиционного бетона. Результаты эксперимента говорят сами за себя.

Бетон, обогащенный графеном, получил следующие свойства:

  • Прочность на сжатие – вдвое выше обычного;
  • Прочность на изгиб выше почти на 80%;
  • Водостойкость увеличилась на 400%;

Обратите внимание. Для областей, подверженных частым наводнениям и подтоплениям, такое увеличение водостойкости бетона является весьма позитивной новостью.

  • Срок эксплуатации возведенных из графенового бетона зданий, по оценкам экспертов продляется многократно;
  • Расход цемента на его изготовление снижается до 50%. А значит, можно будет сократить и вредные выбросы углекислого газа в атмосферу.
Образцы бетона с графеновым наполнителем
Образцы бетона с графеновым наполнителем

Технология изготовления этого нового композитного материала уже разработана и готова к внедрению.

«Морковный» бетон

Казалось бы, что общего может быть между сельским хозяйством, пищевой промышленностью и строительными технологиями? Тем не менее, связь есть, и самая прямая.

При финансовой поддержке Европейского Союза и под руководством Ланкастерского университета инженеры из разных стран, участвующие в исследовательском проекте B-SMART, ведут разработки по добавлению в цементную смесь органических растительных волокон.

Здание Ланкастерского университета
Здание Ланкастерского университета

Объектом их внимания стали корнеплоды – морковь и свекла. В качестве сырья для получения добавок были использованы отходы этих овощей, взятых из пищевой промышленности.

И первые же испытания развеяли сомнения в том, что нановолокна моркови и свеклы могут стать полезными строительными компонентами.

Сырье для технологий будущего
Сырье для технологий будущего

Ведущий исследователь проекта профессор Мохаммед Саафи утверждает, что они серьезно влияют на механические свойства цемента, улучшая его микроструктуру и увеличивая прочность.

  • Как известно, традиционный бетон состоит из цемента, заполнителей в виде песка и гравия, и воды.
  • Связующим веществом для всех компонентов является цемент, укрепляющий раствор в процессе его твердения.
  • Исследователи выяснили, что при добавлении в эту смесь нановолокон корнеплодов возрастает содержание в ней гидрата силиката кальция – ещё одного вяжущего вещества.
  • А это позволяет снизить количество портландцемента, необходимого для производства бетона. Утверждается, что 500 грамм морковных волокон заменят 40 килограмм цемента.

Результатом помимо улучшения качественных характеристик бетона, как и в случае с графеном, должно стать снижение выбросов углекислого газа и уменьшение потребляемой для производства цемента энергии.

Для справки. Морковные добавки уже применяются некоторыми производителями различных материалов. Например, шотландская компания Cellucomp выпускает из отходов корнеплодов нановолоконный продукт Curran для лакокрасочной промышленности. Поверхность «овощной» краски после высыхания становится прочнее.

Специалисты компании на производственной площадке
Специалисты компании на производственной площадке

Эксперименты продолжаются. Ученые и инженеры планируют исследовать влияние на бетон нановолокон и из других продуктов растительного происхождения. Сейчас эти эксперименты могут показаться многим не слишком серьезными. Особенно в связи со ставшими мемом «британскими учеными». Но вполне возможно, что совсем скоро в продаже появится свекольный или морковный бетон.

загрузка...

Добавить комментарий
Подпишитесь на новости
И будьте всегда в курсе всех строительных новинок. Следите за предложениями заводов, успевайте заключить самые выгодные контракты
Строительная организация
Строительно-проектировочная комания "Стройка 93"

Краснодарский Край, г.Краснодар ,
350086, ул. Л.Чайкиной, 16.
Телефон: +7(909)447-57-13
Мы работаем ежедневно с 10:00 до 19:00
https://beton-house.com />
   <span class=