Открытие студентов-бакалавров из Массачусетского технологического университета может сделать бетон прочнее, сократить выбросы углекислого газа, образуемые при его производстве, и одновременно найти полезное применение различным пластмассам, оказывающимся на свалках.
«Ежегодно в мусорные хранилища попадает огромное количество пластика, с которым никто не знает, что делать», - поясняет Майкл Шорт, доцент кафедры университета. «Мы изобрели способ, как из этого мусора сделать нечто полезное, и экономически выгодное».
Пластик и раньше пытались добавлять в бетон, однако, каждый раз оказывалось, что он ухудшает прочностные характеристики бетона. В этот раз ученые подвергли пластмассу гамма-облучению, что изменило ее кристаллическую структуру.
Для этих целей они взяли самый распространенный термопластичный полимер полиэтилентерефталат (ПЭТ), материал, из которого делают пластиковые бутылки. Измельчив его, ученые отправили материал в облучатель, где подвергли воздействию кобальта-60. Этот элемент испускает гамма-лучи, аналогичные тем, которые используют для стерилизации пищевых продуктов и медицинских инструментов.
После этого, облученный пластик перетерли до состояния порошка, и смешали с бетонной смесью, в которой присутствовала угольная зола (побочный продукт сжигания угля) и диоксид кремния (побочный продукт производства кремния).
Во время испытаний на сжатие, оказалось, что бетон, в который добавили обработанный полимер, стал на 20% прочнее, чем обычный.
Изучив новый материал с помощью рентгеновской дифракции и обратной рассеянной электронной микроскопии, ученые выяснили, что облученный высокими дозами пластик, благодаря своей необычной кристаллической структуре как-бы блокирует (закупоривает) поры бетона, тем самым придавая ему повышенную прочность.
В результате, с помощью подобной технологии можно создавать очень крепкий бетон, при этом на его производство пойдет на 35% меньше цемента. Это позволит не только удешевить производство этого самого используемого в мире материала, но и уменьшить вредные выбросы от его заводского выпуска. И, конечно, при этом, человечество наконец-то сумеет найти полезное применение отработанным пластмассам.
