Производство цемента ежегодно вносит в атмосферу около 8 % от общего объёма углекислого газа. Это колоссальные объёмы, снизить которые надеются многие учёные во всём мире. В ход идут энергосберегающие технологии, уникальные добавки и хитрые техпроцессы, однако особенного прогресса пока нет. Возможно, это получится у учёных из Университета штата Вашингтон, которые придумали цемент, который поглощает больше CO2, чем выбрасывается при его производстве.
Источник изображения: Pixabay
Сегодня выбросы CO2 при производстве цемента происходят главным образом из-за высоких температур (энергозатрат) и химических реакций. Теоретически переход на возобновляемые источники энергии мог бы повысить экологическую чистоту цемента и бетона, но химические реакции всё равно остаются барьером, за который так просто не пройти.
Ранее было множество попыток снизить углеродный след химических реакций при производстве цемента. Известняк заменяли вулканическими породами, добавляли диоксид титана, пищевую соду, строительный мусор и даже глину. Более того, есть предложение использовать в качестве основы для строительных материалов картофельный крахмал. В новом исследовании, статья о котором опубликована в журнале Materials Letters, в качестве добавки предложен специальным образом обработанный древесный уголь, полученный при сжигании биологических отходов.
Древесный уголь и раньше пытались добавлять в смеси для изготовления цемента. На этот раз уголь был предварительно обработан сточными водами, что привело к нескольким положительным результатам. Во-первых, произведённый в процессе бетон оказался прочнее. Во-вторых, подготовленный для изготовления цемента древесный уголь смог поглотить из окружающего воздуха углекислый газ в объёме до 23 % от собственного веса.
Экспериментальный цемент с 30 % обработанного сточными водами древесного угля поглотил на 13 г больше CO2, чем было выброшено при его производстве — он оказался углеродно-отрицательным. Для сравнения, обычный цемент выделяет при производстве до 900 г CO2 на каждый килограмм. Разница очень и очень большая, что сулит интересные перспективы для нового материала.
Измерение прочностных характеристик бетона после 28 дней с момента изготовления показало, что прочность бетона на сжатие составила 27,6 МПа, что примерно соответствует прочности обычного бетона. Здания из подобного материала будут такими же прочными, как из обычного бетона, но также смогут десятилетиями поглощать CO2 из атмосферы, а не только в процессе его изготовления.
Теперь учёные будут проверять устойчивость нового бетона к атмосферным воздействиям и другим повреждениям, чтобы уверится в его пригодности для строительства безопасных зданий и сооружений.