Найден способ сделать цемент более прочным и снизить выброс парниковых газов в атмосферу
Последняя редакция: 16.10.2021
Весь контент Web2Health проверяется медицинскими экспертами, чтобы обеспечить максимально возможную точность и соответствие фактам.
У нас есть строгие правила по выбору источников информации и мы ссылаемся только на авторитетные сайты, академические исследовательские институты и, по возможности, доказанные медицинские исследования. Обратите внимание, что цифры в скобках ([1], [2] и т. д.) являются интерактивными ссылками на такие исследования.
Если вы считаете, что какой-либо из наших материалов является неточным, устаревшим или иным образом сомнительным, выберите его и нажмите Ctrl + Enter.
После анализа молекулярной структуры материала, специалисты могут вывести новую формулу, которая поможет изменить качества материала, а также повлиять на количество парниковых газов, выбрасываемых в атмосферу.
В строительстве самым распространенным материалом является бетон, который к тому же есть одним из основных участников глобального потепления, он производит 1/10 часть парниковых газов, выбрасываемых в атмосферу.
Недавнее исследование специалистов позволило ученым разработать новую методику, которая значительно уменьшит парниковые выбросы (примерно вдвое).
Кроме того, проведя сложный молекулярный анализ структуры бетона, специалисты пришли к выводу, что его можно сделать более прочным и устойчивым к повреждениям. Бетон производится из песка, воды и цемента, для производства цемента, в свою очередь, используется смесь материалов двух видов – один обогащенный кальцием (обычно известняк), второй кремнием (обычно глина). При нагревании смеси до 1500 0С получается твердая масса, которую называют клинкер. Именно при производстве строительного материала (при нагревании, декарбонизации) происходит большая часть выбросов парниковых газов в атмосферу.
При анализе структуры ученые пришли к выводу, что при уменьшении количества кальция в материале можно не только уменьшить выбросы, но и сделать материал более прочным.
Цемент широко распространен на планете, и как показывают исследования, цемент используется в три раза чаще, чем сталь. В обычном цементе соотношение кальция к кремнию может колебаться примерно от 1:1 до 2:1, нормой принято считать 1,7:1. Однако ранее никогда не проводилось детальное сравнение материала с разным соотношением молекулярных структур. Как отмечает автор исследования, он с командой создал базу данных, куда были включены все химические составы, при этом удалось установить, что оптимальным соотношением, которое используется в настоящее время, является 1,5:1.
Как пояснил эксперт, если поменять соотношение, то молекулярная структура материала начинает совершенствоваться (от плотно упорядоченной кристаллической до хаотичной стекловидной). Кроме этого, специалисты выявили, что при соотношении 1,5 частей кальция и 1 части кремния смесь становится вдвое прочнее и приобретает большую устойчивость к повреждениям.
Все сделанные специалистами заключения были подтверждены огромным количеством экспериментов.
В процессе производства цемента в атмосферу попадает до 10% выбросов парниковых газов, а при снижении количества кальция в материале, по словам специалистов, существенно снизится выброс СО2 в атмосферу. Ученые уверяют, что выбросы углерода снизятся на 60% при производстве цемента со сниженным количеством кальция.
Данная работа специалистов представляет окончание пятилетнего совместного труда специалистов технологического университета из Массачусетса и национального центра научных исследований (CNRS), руководителем научного проекта выступил Роланд Пеленг.
Специалисты предполагают, что новая формула производства цемента, благодаря высокой прочности и устойчивости к разному роду механическим повреждениям может стать интересной газовым и нефтяным компаниям, где цемент предупреждает утечку и прорывы из труб.
[