Физика

Бетон — один из самых распространенных в строительстве материалов. Инженеры пытаются найти все новые способы повысить его прочность, чтобы постройки сохранялись долгие годы. Исследователи из Америки и Швейцарии предложили вариант упрочнить бетон с помощью углекислого газа.

Бетон состоит из воды, мелких заполнителей (например, песка), крупных частиц (например, гравия) и цемента, который связывает все ингредиенты воедино. Цемент, одна из составляющих бетона, вступает в реакцию с углекислым газом. Поэтому конструкции из бетона активно поглощают СО2. В результате в смеси образуются твердые кристаллы карбоната кальция.

На сегодня существует несколько способов улучшить качество стройматериала: карбонизация затвердевшего бетона или карбонизация свежего бетона. В первом случае бетонные блоки помещают в специальную камеру, где на них под высоким давлением направляют потоки углекислого газа. При втором варианте упрочнения рабочие вводят газообразный СО2 в смесь при производстве бетона. Однако эти способы высокоэнергозатратные, а газ улавливается недостаточно эффективно.

Новый способ упрочнения бетона предложили инженеры из Америки и Швейцарии. Они решили модернизировать карбонизацию свежего бетона. В этом подходе оксид углерода IV вводится не в саму смесь, а в воду, смешанную с небольшим количеством цементного порошка. Таким образом делают «газированную воду», CO2 из которой бетон поглощает еще на этапе смешивания.

«Цементная суспензия, которую мы создали, представляет собой жидкость с гораздо меньшей вязкостью по сравнению с обычной смесью для производства бетона. Это позволяет быстрее его перемешивать и ускорить образование карбоната кальция», — рассказал Алессандро Ротта Лориа (Alessandro F. Rotta Loria) из Северо-Западного университета (США).

Новый метод поможет не только увеличить прочность бетона, но и снизить выбросы углекислого газа в атмосферу. По данным исследователей, цементная и бетонная промышленность ответственна за 8% глобальных выбросов парниковых газов.

«Что еще интереснее, такой подход к ускорению и усилению карбонизации материалов на основе цемента дает возможность создавать новые продукты на основе клинкера, в которых CO2 становится ключевым ингредиентом», — отметил соавтор научной статьи Давиде Зампини (Davide Zampini), вице-президент по глобальным исследованиям и разработкам компании — производителя цемента CEMEX.Научная статья о новом методе была опубликована в журнале Communications Materials.