Бесцементное связующее из золы-уноса делает бетон "зеленым ''

   По словам ученого-материаловеда Рузбеха Шахсавари, который разработал его вместе с аспирантом Сунг Хун Хвангом, этот материал не содержит цемента и экологически безопасен.

   Связующее из летучей золы не требует высокотемпературной обработки портландцемента, однако испытания показали, что оно имеет такую ​​же прочность на сжатие после семи дней отверждения. Также требуется лишь небольшая часть активирующих химикатов на основе натрия, используемых для отверждения портландцемента.

   Результаты опубликованы в Журнале Американского керамического общества .

   Ежегодно во всем мире производится более 20 миллиардов тонн бетона в рамках производственного процесса, на который приходится от 5 до 10 процентов углекислого газа в глобальных выбросах, по сравнению с транспортом и энергетикой, которые являются крупнейшими производителями парниковых газов.

   Производители часто используют небольшое количество летучей золы с высоким содержанием кремния и алюминия в качестве добавки к портландцементу в бетоне. «Промышленность обычно подмешивает от 5 до 20 процентов летучей золы в цемент, чтобы сделать его зеленым, но значительная часть смеси по-прежнему представляет собой цемент», - сказал Шахсавари, доцент кафедры гражданского строительства и охраны окружающей среды, материаловедения и наноинженерии.

   По его словам, предыдущие попытки полностью заменить портландцемент смесью летучей золы требовали большого количества дорогостоящих активаторов на основе натрия, что сводит на нет экологические преимущества. «И в конце концов это было дороже цемента», - сказал он.

   Исследователи использовали анализ Тагучи, статистический метод, разработанный для сужения большого фазового пространства - всех возможных состояний - химического состава, с последующей вычислительной оптимизацией для определения лучших стратегий смешивания.

   По словам Шахсавари, это значительно улучшило структурные и механические качества синтезированных композитов и привело к оптимальному балансу богатой кальцием летучей золы, нанокремнезема и оксида кальция с менее чем 5 процентами активатора на основе натрия.

   «Большинство прошлых работ было посвящено так называемой летучей золе типа F, получаемой при сжигании антрацита или битуминозных углей на электростанциях и имеющей низкое содержание кальция», - сказал Шахсавари. «Но во всем мире существуют значительные источники низкосортного угля, такого как лигнит или полубитуминозные угли. Их сжигание приводит к образованию летучей золы с высоким содержанием кальция или типа C, которую было труднее активировать.

   «Наша работа обеспечивает жизнеспособный путь для эффективной и рентабельной активации этого типа летучей золы с высоким содержанием кальция, прокладывая путь к экологически ответственному производству бетона. В будущих исследованиях будут оцениваться такие свойства, как долговечность, усадка и долговечность . "

   Шахсавари предположил, что ту же стратегию можно использовать для превращения других промышленных отходов, таких как доменный шлак и рисовая шелуха, в экологически чистые вяжущие материалы без использования цемента.