Nowe publikacje
Znalezienie sposobu na wzmocnienie cementu i zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych
Ostatnia recenzja: 02.07.2025
Cała zawartość iLive jest sprawdzana medycznie lub sprawdzana pod względem faktycznym, aby zapewnić jak największą dokładność faktyczną.
Mamy ścisłe wytyczne dotyczące pozyskiwania i tylko linki do renomowanych serwisów medialnych, akademickich instytucji badawczych i, o ile to możliwe, recenzowanych badań medycznych. Zauważ, że liczby w nawiasach ([1], [2] itd.) Są linkami do tych badań, które można kliknąć.
Jeśli uważasz, że któraś z naszych treści jest niedokładna, nieaktualna lub w inny sposób wątpliwa, wybierz ją i naciśnij Ctrl + Enter.
Po przeanalizowaniu struktury molekularnej materiału eksperci mogą opracować nowy wzór, który pomoże zmienić właściwości materiału, a także wpłynie na ilość gazów cieplarnianych emitowanych do atmosfery.
W budownictwie najpopularniejszym materiałem jest beton, który jest również jednym z głównych czynników przyczyniających się do globalnego ocieplenia, wytwarzając 1/10 gazów cieplarnianych emitowanych do atmosfery.
Najnowsze badania przeprowadzone przez ekspertów pozwoliły naukowcom opracować nową technikę, która znacząco zmniejszy emisję gazów cieplarnianych (o około połowę).
Ponadto, przeprowadziwszy złożoną analizę molekularną struktury betonu, eksperci doszli do wniosku, że można uczynić go bardziej trwałym i odpornym na uszkodzenia. Beton powstaje z piasku, wody i cementu, do produkcji cementu z kolei stosuje się mieszankę dwóch rodzajów materiałów - jeden wzbogacony wapnem (najczęściej wapień), drugi krzemem (najczęściej glina). Po podgrzaniu mieszanki do 1500 0C uzyskuje się stałą masę, którą nazywa się klinkierem. To właśnie podczas produkcji materiałów budowlanych (podczas ogrzewania, dekarbonizacji) dochodzi do większości emisji gazów cieplarnianych do atmosfery.
Analizując strukturę naukowcy doszli do wniosku, że zmniejszając ilość wapnia w materiale, można nie tylko ograniczyć emisje, ale również uczynić materiał mocniejszym.
Cement jest szeroko stosowany na planecie i jak pokazują badania, jest używany trzy razy częściej niż stal. W zwykłym cemencie stosunek wapnia do krzemu może wahać się od około 1:1 do 2:1, przy czym normą jest 1,7:1. Jednak szczegółowe porównanie materiału o różnych stosunkach struktur molekularnych nigdy wcześniej nie zostało przeprowadzone. Jak zauważa autor badania, on i jego zespół stworzyli bazę danych, która zawierała wszystkie składy chemiczne, i udało się ustalić, że optymalny stosunek, który jest obecnie stosowany, wynosi 1,5:1.
Jak wyjaśnił ekspert, jeśli proporcja zostanie zmieniona, struktura molekularna materiału zaczyna się poprawiać (od ściśle uporządkowanej struktury krystalicznej do chaotycznej struktury szklistej). Ponadto specjaliści odkryli, że przy proporcji 1,5 części wapnia i 1 części krzemu mieszanka staje się dwa razy mocniejsza i zyskuje większą odporność na uszkodzenia.
Wszystkie wnioski ekspertów zostały potwierdzone ogromną liczbą eksperymentów.
Podczas produkcji cementu do atmosfery uwalnia się do 10% emisji gazów cieplarnianych, a według ekspertów, poprzez zmniejszenie ilości wapnia w materiale, emisja CO2 do atmosfery zostanie znacznie zmniejszona. Naukowcy twierdzą, że emisja dwutlenku węgla zostanie zmniejszona o 60% podczas produkcji cementu ze zmniejszoną ilością wapnia.
Praca specjalistów stanowi zwieńczenie pięcioletniej wspólnej pracy specjalistów z Massachusetts Institute of Technology i Narodowego Centrum Badań Naukowych (CNRS), pod kierownictwem Rolanda Pelenga, kierownika projektu naukowego.
Eksperci sugerują, że nowa formuła produkcji cementu, dzięki swojej wysokiej wytrzymałości i odporności na różnego rodzaju uszkodzenia mechaniczne, może zainteresować firmy gazowe i naftowe, w których cement zapobiega przeciekom i przebiciom rur.
[