Иновация – Екологичен, огъващ се бетон, без цимент

огъващ се бетон

Бетонът е най-широко използваният строителен материал на земята с годишно производство над 10 милиарда тона! Неговите основни качества са високата здравина на натиск и отличната му съвместимост със стоманата.

Армирането със стомана се налага поради единият му основнен недостатък – изключително ниската якост на опън. Или по-точно, около 10 пъти по-малка от тази на натиск. Така стандартния бетон, без армировка, не понася голям опън, следователно няма как да се огъва. От години се работи по разработването на бетони, поемащи по-голям опън. Комбинацията от микро-фъбърни нишки, полимери и цимент са основните технологии за бетони, понясящи значително огъване. Вторият основен недостатък е екологичния отпечатък за производството на цимент. През 2020 г. производството на бетон е генерирало около 1500 000 000 тона  CO2 емисии.

Сега, изследователи от Университета „Суинбърн“ са разработили нов тип бетон. Той не само може да се огъва по-добре, но и не се нуждае от цимент. Тази негова характеристика намалява значително екологичният му отпечатък. Подобрената рецепта на бетоновата смес се нуждае от значително по-малко енергия за производството на материалите, както и намаляване на емисиите на въглероден диоксид по време на производството.

Най-големият замърсител в производството на бетон е циментът, „лепилото“ в бетоновата смес. Приготвянето на цимент изисква изключително високи температури, от порядъка на 1450 ⁰C. Процесът на производство поглъща огромни количества енергия и освобождава много парникови газове. Разбира се, производственият процес на новият бетон също се нуждае от известно количество енергия.

Вместо цимент, за  направата му се използват промишлени отпадъчни продукти като летяща пепел, извлечена от отработени газове в централи, работещи с въглища. Този геополимерен състав може да се втвърди при стайна температура.
Влагането на такива отпадни продукти в бетона се практикува от много време. С новата технология обаче, екипът твърди, че това е първият път, когато се използва в бетон, позволяващ значителен опън и огъване. Полученият материал намалява потреблението на енергия и емисиите на парникови газове по време на производството, като същевременно е далеч по-гъвкав от стандартния бетон.

„Производството на този нов бетон изисква около 36 процента по-малко енергия и отделя до 76 на сто по-малко въглероден диоксид в сравнение с конвенционалния огъващ се бетон, направен от цимент“, казва Бехзад Нематолахи, автор на изследването. „Резултатите от нашите лабораторни изследвания показват, че този нов бетон позволява около 400 пъти по-голямо огъване, в сравнение с масово използвания бетон. Въпреки това има подобна якост.“

И дори когато новият материал най-накрая се напука, полимерните влакна в сместа продължават да поемат опънното усилие. Елементът остава под напрежение с множество малки фрактури. Екипът вижда приложение в строителството на сгради в силно сеизмични райони. Намаляването на въглеродния отпечатък трябва да спомогне новият, по-скъп матераил, да стане по-желан.

Въпреки доброто представяне, остават въпроси като крайна цена за производство, налични количества на изходните суровини, възможности за рециклиране, излъчва ли вредни емисии при експлоатация и до колко съвместим е с все пак необходимата конвенционална армировка.

Източник