Бетон з водоростей: новий крок до еко-будівництва
Інноваційний підхід: Як водорості можуть зробити бетон екологічнішим
Вчені з Університету Маямі розробляють новаторський метод, що перетворює екологічну проблему прибережних регіонів на потужний інструмент боротьби зі зміною клімату. Їхня ідея полягає у заміщенні частини традиційного цементу біовугіллям, отриманим з водоростей, щоб бетон під час затвердіння активно поглинав та акумулював вуглекислий газ.
Цемент: Прихована кліматична проблема
Цемент є однією з найскладніших проблем у глобальній боротьбі зі зміною клімату, відповідаючи за значну частку світових викидів вуглецю. Його виробництво, яке є своєрідним "клеєм" для піску та гравію у бетоні, вимагає надзвичайно високих температур. Цей процес, а також хімічне перетворення вапняку, призводить до значних викидів вуглекислого газу.
Від водоростей до біовугілля: Нова сировина для бетону
Дослідники з Університету Маямі зосереджені на водоростях, вирощених у Південній Флориді. Ці водорості перетворюються на біовугілля – матеріал, схожий на деревне вугілля, який має пористу структуру і багатий на вуглець. Він утворюється в процесі переробки біомаси за умов низького вмісту кисню.
Метою вчених є додавання цього біовугілля до цементних сумішей для створення матеріалу, що відповідатиме суворим експлуатаційним вимогам. Важливо, що надмірне зростання водоростей у Флориді вже давно є серйозною екологічною проблемою та викликом для утилізації. Використання їх як сировини дозволяє одночасно вирішити проблему відходів та зменшити викиди.
Інновації для міцності та поглинання вуглецю
Головним викликом у розробці альтернативи цементу є створення матеріалу, що зберігає високу міцність та довговічність. Команда вчених вирішує це питання шляхом «функціоналізації» біовугілля – хімічної обробки його поверхні для покращення зчеплення з цементом.
Традиційно, біовугілля може заміщувати лише близько 10% цементу без значного зниження міцності. Завдяки хімічній обробці та попередній карбонізації, дослідники сподіваються збільшити цей показник до 20-30%.
Окрім заміщення цементу, вчені також тестують методи вуглецевого затвердіння. Цей підхід передбачає вплив вуглекислого газу на свіжий бетон, що стимулює його поглинання та перетворення на стабільні мінеральні форми. Простіше кажучи, бетон «заохочують» поглинати значну кількість CO2 ще на етапі затвердіння, а не поступово протягом десятиліть.
Попередні дослідження вже продемонстрували ефективність методів прискореної карбонізації, зокрема впорскування CO2 у цементні суспензії. Деякі роботи повідомляють про уловлювання до 45% вуглекислого газу при збереженні міцності бетону.
Новий проект команди додає унікальний елемент: попередню карбонізацію самого біовугілля. Оброблене таким чином біовугілля діє як внутрішній резервуар для вуглекислого газу, ефективно уловлюючи та зберігаючи вуглець у твердій формі карбонату кальцію під час гідратації цементу.
Відходи бананових плантацій перетворюються на цінну сировину
Фабрики по всьому світу активно вивчають та впроваджують технології перетворення відходів бананових плантацій на сировину для виробництва текстилю, паперу та біокомпозитів. Це рішення є вкрай важливим, адже лише незначна частина бананової рослини використовується в їжу, а решта – це величезна кількість біомаси, яка зазвичай залишається на полях або утилізується як відходи.
За оцінками дослідників, щорічно бананові пальми генерують десятки мільйонів тонн відходів у країнах-виробниках, таких як Бразилія. Ці стебла містять міцні целюлозні волокна, що за своєю міцністю на розрив можуть перевершувати класичні натуральні волокна, такі як джут і сизаль. Це робить їх надзвичайно привабливими для використання у виробництві пряжі та армуючих матеріалів.
