Vyčistený popolček umožní výrobu zelenšieho a pevnejšieho betónu
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 31. 3. 2023
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Výroba cementu používaného v betóne je hlavným zdrojom emisií skleníkových plynov, a preto sa ho niektorí výskumníci pokúšali nahradiť popolčekom. Nová technika robí tento popolček ekologickejším, výsledkom čoho je betón, ktorý je zelenší (ekologickejší) a pevnejší.
Pri výrobe široko používaného portlandského cementu sa vápnik a ďalšie zložky musia zahriať na veľmi vysoké teploty. Odhaduje sa, že procesy, ktorými sa toto teplo generuje, sú zodpovedné za 5 % až 8 % všetkých emisií CO2 spôsobených ľudskou činnosťou. S ohľadom na tento problém sa vedci pokúsili nahradiť popolčekom niektoré cementy používané v betónových zmesiach.
Popolček je odpadový produkt zo spaľovania uhlia, a hoci má vlastnosti podobné cementu, obsahuje aj toxické ťažké kovy. Ak by sa betón obsahujúci tento popol použil na cesty alebo chodníky, je možné, že tieto ťažké kovy sa z neho postupne vylúhujú a do okolitého prostredia. V snahe vyriešiť tento nedostatok vyvinuli vedci z Riceovej univerzity v Texase proces, ktorý začína zmiešaním popolčeka s elektricky vodivým práškom sadzí.
Pomocou techniky známej ako bleskové joulové zahrievanie sa táto zmes potom umiestni medzi dve medené alebo grafitové elektródy pripojené ku kondenzátoru, ktoré dodávajú materiálu krátky elektrický impulz. Aplikácia tohto prúdu spôsobí, že sa zmes rýchlo zahreje na teplotu asi 3 000 stupňov Celzia, čo spôsobí, že sa ťažké kovy odparia na paru, ktorá sa zachytí vo vákuovej komore.
„Pomocou tejto metódy môžeme eliminovať ťažké kovy z uhoľného popolčeka s veľmi vysokou účinnosťou,“ povedal postdoktorandský výskumný pracovník Bing Deng, spoluautor štúdie. „Pre rôzne ťažké kovy, ako je arzén, kadmium, kobalt, nikel a olovo, je účinnosť odstraňovania až 70% až 90% len za jednu sekundu“.
Ďalšou výhodou je, že betón vyrobený z čisteného popolčeka je tiež pevnejší ako betón vyrobený z čistého cementu. Presnejšie povedané, keď vedci nahradili 30 % cementu v betónovej zmesi popolčekom, zistilo sa, že výsledný betón je až o 51 % pevnejší a o 28 % pružnejší ako kontrolné vzorky.
„Je to veľmi dôležité pre stavebné inžinierstvo a stavebný priemysel, pretože pevnejšie konštrukcie možno postaviť s menším množstvom cementu,“ povedal postdoktorandský výskumný pracovník Wei Meng, ďalší spoluautor.
Článok o výskume bol nedávno publikovaný v Communications Engineering.
