Зола вместо цемента: создан новый экологичный бетон

Ежегодно в мире производится более 20 миллиардов тонн бетона, пишут vesti.ru. При этом в качестве связующего вещества в нем, как правило, используется портландцемент. Но производство этого реактива отнюдь не безопасно для экологии: оно обеспечивает 5–10% мировых выбросов углекислого газа. По этому печальному показателю цементная промышленность находится на 3-м месте после транспорта и энергетики.

Поэтому химики озабочены созданием экологичной замены этому строительному материалу. Многие специалисты обратили внимание на летучую золу, которая образуется при сжигании угля на тепловых электростанциях и в котельных: ее нужно утилизировать, так почему бы не пустить отходы в дело?

Производители обычно подмешивают в цемент от 5% до 20% летучей золы, чтобы сделать его «зеленым», но значительная часть смеси по-прежнему остается цементом. Увеличить данный показатель и при этом сделать экономически рентабельный продукт до сих пор никому не удавалось: при использовании в качестве связующего вещества зола требует большого количества химических активаторов на основе натрия. В итоге смесь оказывается неоправданно дорогой.

Заметим, что до сих пор использовалась зола только лучших сортов твердого топлива. Раньше основное внимание уделялось так называемой летучей золе типа F, которая получается при сжигании на электростанциях антрацита или битуминозных углей и содержит мало кальция, объясняют ученые. Но в мире есть значительные источники угля более низкого качества, такого как лигнит или суббитуминозные угли. При сжигании они приводят к образованию золы типа C с высоким содержанием кальция, которую сложнее активировать.

Исследователи переломили обе тенденции и создали смесь, состоящую из золы на 76,4–80,3%. Остальная доля приходится на оксид кальция, наночастицы кремнезема и химические активаторы на основе натрия. Из последних новый материал состоит менее чем на 5%, что делает его недорогим.

Такого результата исследователи достигли, использовав изощренный вычислительный инструментарий. Полученная смесь уже прошла первые испытания. Изготовленный бетон после недельной выдержки приобрел прочность на сжатие около 16 мегапаскалей. То есть по этому показателю новый материал сравним с привычным цементом, отличаясь от него существенными экологическими преимуществами.

В будущих исследованиях планируется оценить долговечность нового материала.

Подготовлено службой новостей «Нового радио»