Знайдено спосіб зробити цемент міцнішим і знизити викид парникових газів в атмосферу
Останній перегляд: 16.10.2021
Весь контент iLive перевіряється медичними експертами, щоб забезпечити максимально можливу точність і відповідність фактам.
У нас є строгі правила щодо вибору джерел інформації та ми посилаємося тільки на авторитетні сайти, академічні дослідницькі інститути і, по можливості, доведені медичні дослідження. Зверніть увагу, що цифри в дужках ([1], [2] і т. д.) є інтерактивними посиланнями на такі дослідження.
Якщо ви вважаєте, що який-небудь з наших матеріалів є неточним, застарілим або іншим чином сумнівним, виберіть його і натисніть Ctrl + Enter.
Після аналізу молекулярної структури матеріалу, фахівці можуть вивести нову формулу, яка допоможе змінити якості матеріалу, а також вплинути на кількість парникових газів, що викидаються в атмосферу.
У будівництві найпоширенішим матеріалом є бетон, який до того ж є одним з основних учасників глобального потепління, він виробляє 1/10 частина парникових газів, що викидаються в атмосферу.
Недавнє дослідження фахівців дозволило вченим розробити нову методику, яка значно зменшить парникові викиди (приблизно вдвічі).
Крім того, провівши складний молекулярний аналіз структури бетону, фахівці прийшли до висновку, що його можна зробити більш міцним і стійким до пошкоджень. Бетон виробляється з піску, води і цементу, для виробництва цементу, в свою чергу, використовується суміш матеріалів двох видів - один збагачений кальцієм (зазвичай вапняк), другий кремнієм (зазвичай глина). При нагріванні суміші до 1500 0С виходить тверда маса, яку називають клінкер. Саме при виробництві будівельного матеріалу (при нагріванні, декарбонізації) відбувається велика частина викидів парникових газів в атмосферу.
При аналізі структури вчені прийшли до висновку, що при зменшенні кількості кальцію в матеріалі можна не тільки зменшити викиди, а й зробити матеріал більш міцним.
Цемент широко поширений на планеті, і як показують дослідження, цемент використовується в три рази частіше, ніж сталь. У звичайному цементі співвідношення кальцію до кремнію може коливатися приблизно від 1: 1 до 2: 1, нормою прийнято вважати 1,7: 1. Однак раніше ніколи не проводилося детальне порівняння матеріалу з різним співвідношенням молекулярних структур. Як зазначає автор дослідження, він з командою створив базу даних, куди були включені всі хімічні склади, при цьому вдалося встановити, що оптимальним співвідношенням, яке використовується в даний час, є 1,5: 1.
Як пояснив експерт, якщо поміняти співвідношення, то молекулярна структура матеріалу починає удосконалюватися (від щільно впорядкованої кристалічної до хаотичної склоподібної). Крім цього, фахівці виявили, що при співвідношенні 1,5 частин кальцію і 1 частини кремнію суміш стає вдвічі міцніше і набуває велику стійкість до пошкоджень.
Всі зроблені фахівцями висновки були підтверджені величезною кількістю експериментів.
В процесі виробництва цементу в атмосферу потрапляє до 10% викидів парникових газів, а при зниженні кількості кальцію в матеріалі, за словами фахівців, істотно знизиться викид СО2 в атмосферу. Вчені запевняють, що викиди вуглецю знизяться на 60% при виробництві цементу зі зниженою кількістю кальцію.
Дана робота фахівців представляє закінчення п'ятирічного спільної праці фахівців технологічного університету з Массачусетса і національного центру наукових досліджень (CNRS), керівником наукового проекту виступив Роланд Пеленг.
Фахівці припускають, що нова формула виробництва цементу, завдяки високій міцності і стійкості до різного роду механічних пошкоджень може стати цікавою газовим і нафтовим компаніям, де цемент попереджає витік і прориви з труб.
[