Новая смесь может удвоить поглощение бетоном углерода

Инженеры Университета Пердью, США, открыли способ сделать бетон более устойчивым. Их новый рецепт бетона может значительно сократить выбросы углерода при изготовлении строительных блоков. Ежегодно бетона, этого универсального, долговечного и широко распространенного, производится 30 миллиардов тонн. Цемент, входящий в состав бетона, генерирует 8 процентов мирового углеродного следа. Стремясь снизить этот процент, инженеры Университета Пердью нашли способ сделать бетон более экологичным. Их новый рецепт бетона может значительно сократить выбросы углерода при производстве строительных блоков. Команда, возглавляемая Мириан Велэй-Лизанкос, доцентом кафедры гражданского строительства университета, предлагает добавлять небольшие количества наноразмерного диоксида титана в цементную пасту, входящую в состав бетонной смеси. Данная команда обнаружила, что диоксид титана, порошкообразное вещество, наиболее известное своим использованием в солнцезащитных кремах, красках, пластмассах и пищевых консервантах, увеличивает естественную способность бетона связывать углекислый газ.

На текущий момент команда обнаружила, что добавление лишь небольшого количества нанодиоксида титана почти удваивает поглощение бетоном проблемных парниковых газов. Не так давно результаты исследования были опубликованы в научном журнале Construction and Building Materials.

Мириан изучает бетон и работает над тем, чтобы сделать его более экологичным строительным материалом. Бетон, смесь воды, цементного теста и таких минеральных заполнителей, как песок и гравий, был изобретен тысячелетия назад. С тех пор состав бетона изменился в соответствии с развивающимися потребностями цивилизации и наличием доступных материалов.

Бетон египетских пирамид должен был противостоять климатическим воздействиям. Бетон римских акведуков должен был нести миллионы галлонов воды. Современный бетон должен быть прочным, долговечным, экономичным и максимально экологичным. Производство бетона представляет собой энергоемкий и ресурсоемкий процесс.

Традиционный бетон естественным образом поглощает углекислый газ, но не очень интенсивно. Мы не можем ждать десятилетия, пока бетон поглотит углекислый газ, образующийся в процессе его производства, говорит Мириан. Моя команда заставляет бетон поглощать углекислый газ быстрее и в больших объемах.

Мы не пытаемся изменить способ использования бетона; мы заставляем его работать на нас. Огромное количество бетона, используемого сегодня во всем мире в мостах, дорогах, инфраструктуре, зданиях, памятниках, плотинах, трубопроводах, означает, что любое небольшое очищение углеродного следа бетона может привести к огромным последствиям во всем мире.

Изменения, которые предлагает команда Мириан, приведут к более чем незначительным изменениям. Исследования команды показывают, что включение диоксида титана в цементную смесь, используемую для изготовления бетона, может удвоить количество углекислого газа, которое бетон естественным образом связывает за то же время.

Этот эффект дополняет хорошо изученный фотокаталитический эффект бетона, когда ультрафиолетовое излучение взаимодействует с бетоном, помогая бетону окислять вредные газы оксида азота до нитратов. Мы живем в строительной среде, говорит Мириан. Нет сомнений в том, что повышение устойчивости бетона, наиболее часто используемого строительного материала в мире, означало бы гигантский скачок на пути к устойчивому развитию.

Первоначально Миириан и двое ее докторантов, Карлос Моро и Вито Франчиозо, изучали, как диоксид титана может взаимодействовать с цементом, чтобы сделать бетон более прочным. И как температура отверждения может повлиять на эти взаимодействия. Они заметили, что некоторые из их бетонных образцов, которые включали наноразмерный диоксид титана, поглощали углекислый газ из окружающего воздуха быстрее, чем другие образцы.

Дальнейшее исследование показало, что добавление нанодиоксида титана к бетонной смеси уменьшает размер молекул гидроксида кальция, что делает получаемую цементную пасту гораздо более эффективной при поглощении диоксида углерода, чем другие цементные пасты. Означенное добавление ускорило поглощение углерода и увеличило общий объем углекислого газа, который может быть поглощен.

Я всегда хотела помогать другим, делать что-то значимое, что-то действенное, говорит Мириан. Эта работа есть способ помочь другим. Наши исследования могут привести к снижению выбросов углекислого газа. Дальнейшие исследования команды будут сосредоточены на других способах сделать бетон более экологичным, долговечным и еще лучшим строительным материалом будущего.

www.newequipment.com