Inžinieri MIT pracujúci s vedcami v Kuvajte zistili, že vulkanické horniny, ktoré sa zmenia na jemný popol môžu byť použité ako vhodné prísady do betónových konštrukcií.
V článku publikovanom v časopise Journal of Cleaner Production výskumníci uvádzajú, že tým, že nahradia určité percento tradičného cementu sopečným popolom tak môžu znížiť „včlenenú energiu“ konkrétnej štruktúry alebo celkovú energiu, ktorá ide do betónu. Podľa ich výpočtov je o 16% menej energie potrebnej na vybudovanie štvrte s 26 betónovými budovami vyrobenými z 50% sopečného popola, v porovnaní s energiou, ktorú potrebuje na to, aby sa rovnaké štruktúry vyrábali len z tradičného cementu.
Výskumníci zistili, že keď rozdrvia sopečný popol na čo najmenšie častice, tak takáto zmes jemného prášku a cementu vytvára silnejšie betónové štruktúry v porovnaní s tmelmi vyrobenými z cementu samotného. Avšak proces mletia vulkanického popola vyžaduje zvýšenú energiu.
Na základe experimentov s rôznymi zmesami betónu a sopečného popola a výpočtov energie pomôže inžinierom rozhodnúť aké percento cementu, ktorý by chceli nahradiť sopečným popolom je vhodné stanoviť.
„Môžete si to prispôsobiť,“ povedal Oral Buyukozturk, profesor na oddelení civilného a environmentálneho inžinierstva MIT (CEE). „Ak je to napríklad pre dopravný blok, kde nemusí byť potrebná taká silná konštrukcia ako napríklad pri výškových budovách. Je to obrovské, ak premýšľate o množstve betónu, ktorý sa dnes používa vo svete. “
Betón je najrozšírenejším materiálom na svete, druhým je voda. Výroba betónu zahŕňa množstvo iných procesov, ktoré sú veľmi náročné a produkujú približne až 5 percent svetových emisií oxidu uhličitého. Buyukozturk a ďalší hľadali udržateľné prísady a alternatívy cementu práve kvôli zníženiu emisií.
Vulkanický popol má niekoľko výhod – je prirodzene dostupný a zvyčajne sa považuje za odpadový materiál. Niektoré vulkanické popoly majú také vlastnosti, ktoré sa v práškovej forme so zníženým obsahom cementu môžu prirodzene viazať s vodou a inými materiálmi.
Chin, ktorý spolupracuje s Buyukozturkom povedal: „Výroba cementu vyžaduje veľa energie, pretože je spojená s vysokými teplotami a je to viacstupňový proces. To je hlavná motivácia našej snahy nájsť alternatívu. Sopečný popol sa vytvára pod vysokými horúčavami, vysokým tlakom a to spôsobuje chemické reakcie. “
Podľa ich výsledkov nahrádzanie 50 percent tradičného cementu sopečným popolom s priemernou veľkosťou častíc 17 mikrometrov môže znížiť energiu betónu o 16 percent. Avšak pri tejto veľkosti častíc môže vulkanický popol ohroziť celkovú pevnosť betónu. Brúsenie popola na veľkosť častíc asi 6 mikrometrov výrazne zvyšuje pevnosť betónu, pretože menšie častice poskytujú väčšiu plochu povrchu, s ktorou sa voda a cement môžu chemicky viazať.
Výskumníci sa zamerali na okolie v Kuvajte s 13 rezidenčnými a 13 komerčnými budovami – všetky vyrobené z tradičného cementu, ktorý bol prevažne dovážaný z Európy. Pomohli im spolupracovníci v Kuvajte a lietajúce drony, ktoré zozbierali potrebné obrázky. Miestne orgány im poskytli dodatočné informácie o každom stavebnom systéme.
„To, čo sme zistili je, že betón sa môže vyrábať s prírodnými prísadami s požadovanými vlastnosťami a redukovanou vstavanou energiou, ktorá sa môže prejaviť na významnej úspore energie,“ povedal Buyukozturk.
Zdroj: goodnewsnetwork
