Как сделать более крепкий бетон

Новости сегодня - Как сделать более крепкий бетон

Бетон является самым используемым строительным материалом в мире и ведущим источником глобального потепления, производя до одной десятой всех промышленных выбросов парниковых газов. Теперь новое исследование предлагает способ, которым эти выбросы могут быть уменьшены более чем наполовину, и в результате получится более прочный, более долговечный материал.

Результаты получены из самого подробного молекулярного анализа сложной структуры бетона, представляющего собой смесь песка, гравия, воды и цемента. Песчано-гравийная смесь была предоставлена компанией pesokpgs.ru. Цемент изготавливается путем приготовления богатого кальцием материала, обычно известняка, из материала, богатого кремнеземом, обычно глины, при температуре 1500 градусов по Цельсию с получением твердой массы, называемой «клинкер». И после измельченного в порошок. Декарбонизация известняка и нагрев цемента являются причиной большей части выбросов парниковых газов.

Новый анализ показывает, что снижение соотношения кальция и силиката не только сократит эти выбросы, но и приведет к получению более качественного и прочного бетона. Эти результаты описаны в журнале Nature Communications старшим научным сотрудником MIT Роландом Пелленком; профессора Кристин Ван Влит, Франц-Йозеф Ульм, Сидни Ип и Маркус Бюлер; и восемь соавторов в MIT и в CNRS в Марселе, Франция.

«Цемент является наиболее используемым материалом на планете», — говорит Пелленк, отмечая, что в настоящее время его использование в три раза превышает использование стали. «Нет другого решения для надежного укрытия человечества — превращения жидкости в камень за 10 часов, легко, при комнатной температуре. Это магия цемента».

Пелленк объясняет, что в обычных цементах отношение кальция к кремнезему колеблется от 1,2 до 2,2, при этом в качестве стандарта принимается 1,7. Но полученные молекулярные структуры никогда не сравнивались в деталях. Пелленк и его коллеги создали базу данных всех этих химических составов, обнаружив, что оптимальной смесью была не та, которая обычно используется сегодня, а соотношение примерно 1,5.

По мере того как соотношение меняется, говорит он, молекулярная структура затвердевшего материала прогрессирует от плотно упорядоченной кристаллической структуры до неупорядоченной стеклообразной структуры. Они обнаружили, что соотношение 1,5 частей кальция на каждую часть кремнезема является «магическим соотношением», говорит Пелленк, потому что в этот момент материал может «в два раза увеличить сопротивление обычного цемента при механическом сопротивлении разрушению с некоторым молекулярным дизайн «.

Результаты, добавляет Пелленк, «были подтверждены большим количеством экспериментальных данных». Поскольку, по оценкам, выбросы, связанные с производством бетона, составляют от 5 до 10 процентов промышленных выбросов парниковых газов, «любое снижение содержания кальция в цементной смеси будет оказывать влияние на СО 2 ». На самом деле, по его словам, сокращение выбросов углерода может составить до 60 процентов.

В дополнение к общему улучшению механической прочности, говорит Пелленк, поскольку материал будет более стеклообразным и менее кристаллическим, в нем не будет «остаточных напряжений, поэтому он будет более устойчивым к разрушению».

Эта работа является кульминацией пятилетних исследований совместной команды из MIT и CNRS, где Пелленк является директором по исследованиям. У этих двух учреждений есть совместная лаборатория в Массачусетском технологическом институте, которая называется «Мультимасштабное материаловедение для энергетики и окружающей среды», управляемая Пелленком и Ульмом, который является директором Центра по конкретному устойчивому развитию MIT и организованная Энергетической инициативой Массачусетского технологического института.

По словам Пелленка, благодаря его повышенной устойчивости к механическим воздействиям, пересмотренный состав может представлять особый интерес для нефтегазовой промышленности, где цемент вокруг скважинных обсадных труб имеет решающее значение для предотвращения утечек и выбросов. «Более устойчивый цемент, безусловно, это то, что они рассмотрят», — говорит Пелленк.

Пока что работа осталась на молекулярном уровне анализа, говорит он. «Далее мы должны убедиться, что эти наноразмерные свойства соответствуют мезомасштабам», то есть инженерному масштабу приложений для инфраструктуры, жилья и других применений.

Понравилась новость - поделитесь с Друзьями!

Новости партнеров:

Загрузка...
Рубрика: Статьи

Вам могло бы понравиться:

Ниссан и Dongfeng выпустили электрический по образу и подобию Ниссан Kicks Ниссан и Dongfeng выпустили электрический по образу и подобию Ниссан Kicks
Полковник из Российской Федерации угнал яхту в Турции Полковник из Российской Федерации угнал яхту в Турции
VAR будет использоваться на матче «Олимпиакос» — «Краснодар» — Футбол Эллады VAR будет использоваться на матче «Олимпиакос» — «Краснодар» — Футбол Эллады
«Монако» подготовил серьёзное предложение по Икарди «Монако» подготовил серьёзное предложение по Икарди

Оставить комментарий

Вы должны Войти, чтобы оставить комментарий.

©2015 - 2019 Новости сегодня. Все права защищены.
При копировании материалов активная гиперссылка на этот сайт ОБЯЗАТЕЛЬНА!