Ученые Каунасского технологического университета (КТУ) в Литве разрабатывают технологию производства бетона без использования цемента. По их заявлению, для производства бетона без цемента можно использовать промышленные отходы, такие как угольная сажа. При этом, конечный продукт будет иметь прочностные характеристики, сравнимые с традиционным бетоном. Также он будет более устойчивым к кислотам и более стабильным в случаях воздействия высокой температуры и холода.
Разработчики проекта заявляют, что при производстве 1 тонны портландцемента (основного ингредиента бетона и наиболее часто используемого типа цемента во всем мире) в атмосферу попадает до 1 тонны углекислого газа. По оценкам специалистов, на мировую цементную промышленность ежегодно приходится приблизительно 7% всех выбросов CO2 в атмосферу. В целях снижения негативного воздействия конкретной отрасли на окружающую среду исследователи КТУ изучают методы замещения портландцемента другими материалами.
«Сначала идея о том, что бетон может быть получен без использования цемента, кажется радикальной. Теперь, после нескольких лет интенсивной работы, нам удалось разработать щелочно-активированный бетон, который имеет прочность на сжатие 55 МПа - то же, что и в обычном бетоне. Вместо портландцемента мы используем алкализированные промышленные отходы: сажа, осадок биотоплива, отходы производства AlF3 - силикагель и т.д.» - исследователь факультета гражданского строительства и архитектуры КТУ Витаутас Бокулло
Бокулло добавил, что самым большим преимуществом подобного типа связующего вещества является то, что при его производстве можно было бы использовать большое количество промышленных отходов, содержащих активную форму соединений кремния и алюминия. Он уточнил, что теоретически можно использовать любой материал, содержащий кремний и соединения алюминия, такие как доменный шлак или метакаолин, материал, полученный из модификации глинистого минерального каолитина.
Обработанный специальным щелочным раствором, эти материалы начинают плавиться и связывать аналогично традиционному цементу. В зависимости от состава конечный продукт может быть либо геополимером, либо щелочно-активированным материалом. Разработчики рассказали, что щелочно-активированный бетон намного более устойчив к воздействию огня и кислоты. Кроме того, поскольку он имеет более высокий pH, то меньше подвержен коррозии.
По заявлению Витаутаса Бокулло, щелочной активированный бетон можно использовать вместо традиционного бетона во многих областях, и он может стать популярной альтернативой традиционному бетону во всем мире. С экономической точки зрения он выгодней, так как можно использовать местные материалы.
«Мы пытаемся использовать отходы местной промышленности, такие как отходы производства фторида алюминия - силикагель и зола из биотоплива. Подготовка вещества зависит от самого материала. Например, угольная сажа может быть использована мгновенно, но осадок биотоплива должна быть измельчена до тонкости цемента. Чтобы улучшить качество конечного продукта, можно смешивать несколько веществ, но перед этим их химический состав и добавки необходимо исследовать на воздействие на окружающую среду и влияние на прочностные характеристики бетона» - исследователь факультета гражданского строительства и архитектуры КТУ Витаутас Бокулло
Исследовательские группы, работающие на факультете гражданского строительства и архитектуры КТУ, также экспериментируют и разрабатывают другие типы бетонных смесей, таких как сверхтвердый бетон, самовосстанавливающийся бетон и другие.
