Beton przyszłości. Nowa technologia pozwoli budować taniej i bardziej ekologicznie
Australijscy badacze z Uniwersytetu RMIT opracowali metodę przetwarzania taniej, niskogatunkowej gliny illitowej i kaolinowej w wysokowydajny dodatek do cementu. To rozwiązanie nie tylko obniża koszty i podnosi wytrzymałość betonu, ale także umożliwia redukcję emisji dwutlenku węgla - głównego problemu budownictwa.
Produkcja cementu, kluczowego składnika betonu, odpowiada za około 8 proc. globalnej emisji dwutlenku węgla do atmosfery. Teraz naukowcy z Uniwersytetu RMIT dokonali prawdziwego przełomu, który może zrewolucjonizować budownictwo.
Lepsza jakość cementu dzięki zmieszaniu dwóch rodzajów glin
Inżynierowie przetworzyli glinę niskiej jakości na wysokowydajny dodatek do cementu. Wysokogatunkowa glinka kaolinowa, która najlepiej nadaje się do zastąpienia cementu, jest coraz bardziej poszukiwana w innych dziedzinach, m.in. ceramice, farbach czy kosmetykach. Szacuje się, że do 2032 roku rynek tej substancji osiągnie wartość 6 miliardów dolarów.
Teraz jednak okazuje się, że tańsza i bardziej dostępna glinka illitowa może zostać zmieszana z glinką kaolinitową, aby uzyskać mocniejszy beton. Oba te składniki przetwarzane jednocześnie prowadzą do lepszej jakości cementu.
Nowy proces polega na mieszaniu w równych proporcjach niskiej jakości glinki illitowej i kaolinowej, a następnie podgrzewaniu ich do temperatury 600 stopni Celsjusza.
Zalety mieszanki dwóch glin. Mniejsza cena, większa skuteczność
Kierownik projektu, dr Chamila Gunasekara, powiedział, że glinka illitowa zazwyczaj nie wiąże się dobrze z cementem i wodą, jednak podgrzewanie wraz z drugim rodzajem glinki zwiększa tę zdolność.
- Dzięki temu podejściu jesteśmy w stanie zastąpić 20 proc. cementu, stosując niskiej jakości kombinacje illitu i kaolinu, osiągając jednocześnie jeszcze lepszą wydajność produktu końcowego - twierdzi Gunasekara.
Zespół ogłosił również inne kluczowe zalety nowej mieszanki. Porowatość została zmniejszona o 41 proc., a wytrzymałość na ściskanie wzrosła o 15 proc. Sugeruje to, że nowy materiał nie tylko jest tańszy od tradycyjnej mieszanki, ale również mocniejszy i bardziej wydajny.
- Zmiany w sposobie formowania się związków żelaza pomagają stworzyć ściślejszą i bardziej zwartą strukturę wewnętrzną - wskazuje autor.
Nowe narzędzie obliczeniowe pomaga naukowcom
Eksperci korzystali z zaawansowanego oprogramowania, opracowanego we współpracy z Uniwersytetem Hokkaido w Japonii, które pomogło im w analizie właściwości gliny. Uważają, że można by je zastosować również w innych badaniach nad materiałami budowlanymi.
- To wirtualne narzędzie może pomóc branży budowlanej przyśpieszyć wdrażanie materiałów przyjaznych dla środowiska, torując drogę do bardziej zielonej transformacji na rzecz bardziej zrównoważonej przyszłości - mówi badacz dr Yuguo Yu.
Jego zdaniem ich narzędzie obliczeniowe pozwoliło na skuteczniejszą ocenę wydajności materiałów, zmniejszając konieczność przeprowadzania obszernych testów laboratoryjnych.
- Dzięki przewidywaniu, w jaki sposób różne składy gliny wpływają na zachowanie betonu, inżynierowie są w stanie lepiej projektować energooszczędne mieszanki dostosowane do lokalnych rodzajów gliny i konkretnych warunków środowiskowych - dodaje.
Zespół RMIT kontynuuje badania nad zachowaniami różnych rodzajów gliny.
