Betón s dlhou životnosťou nahrádza 80 % cementu popolčekom
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 24. 5. 2024
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Austrálski výskumníci z RMIT vyvinuli nový typ „zeleného betónu“, ktorý obsahuje dvakrát viac recyklovaného uhoľného popola ako existujúce nízkouhlíkové betóny, znižuje množstvo potrebného cementu na polovicu a má ešte dlhšiu životnosť ako bežný portlandský betón.
V okolí uhoľných elektrární sa nachádza veľké množstvo uhoľného popola. Na celom svete elektrárne vyprodukujú približne 1,2 miliardy ton ročne a v Austrálii tvorí uhoľný popol takmer 20 % všetkého odpadu. Je to ohromujúce číslo a je tiež isté, že tento materiál zostane v hojnom množstve ešte dlho po prechode na obnoviteľné zdroje energie.
Ide teda o obrovský potenciálny materiálový zdroj a výrobcovia nízkouhlíkového betónu ho používajú ako náhradu cementu, pričom zvyčajne nahrádza až 40 % cementu. Z environmentálneho hľadiska sa tým zabíjajú dve muchy jednou ranou, pretože sa využíva obrovský odpad a zároveň sa znižuje spotreba cementu, ktorý sám o sebe predstavuje približne 8 % všetkých globálnych emisií uhlíka.
Tím z RMIT spolupracuje s Austrálskou asociáciou pre rozvoj popola a elektrárňou AGL Loy Yang na lepšom využití tohto aktíva a snaží sa zvýšiť obsah popola tak, aby nahradil viac ako 80 % cementu.
Na tento účel výskumníci použili zmes popolčeka s nízkym obsahom vápnika, 18 % hydratovaného vápna a 3 % nanokremičitanov, ktoré pôsobia ako spevňujúce látky. Potom vyliali niekoľko betónov a začali testovať ich mechanické vlastnosti.
Výsledný betón s vysokým obsahom popolčeka (HFVA-80) vykazoval medzi 7. a 450. dňom nárast pevnosti v tlaku z 22 na 71 MPa. Dosiahol pevnosť v ohybe 2,7 - 8,7 MPa, pevnosť v ťahu pri štiepení 1,6 - 5,0 MPa a modul pružnosti 28,9 - 37,0 GPa. Pri dvojročnom pôsobení kyselín a síranov dokonca prekonal bežný portlandský cement.
„Naše pridanie nanoprísad na úpravu chemického zloženia betónu umožňuje pridanie väčšieho množstva popolčeka bez toho, aby sa znížili technické parametre," uviedol Dr. Chamila Gunasekara, vedúci projektu z RMIT.
Ešte lepšie je, že podľa tímu si táto technika nevyžaduje jemný „popolček“ a zdá sa, že funguje rovnako dobre aj s nízkohodnotným „jazerným popolčekom“. Vedci pritom vytvorili a otestovali konštrukčné betónové nosníky z tohto materiálu, ktoré prešli certifikáciou austrálskych noriem na technické vlastnosti.
„Je vzrušujúce, že predbežné výsledky ukazujú podobnú výkonnosť s popolčekom z jazier nižšej kvality, čím sa potenciálne otvára úplne nový, veľmi málo využívaný zdroj na náhradu cementu,“ hovorí Gunasekara. „V porovnaní s popolčekom je jazerný popolček v stavebníctve nedostatočne využívaný kvôli jeho odlišným vlastnostiam.
„V priehradách v Austrálii sa nachádzajú stovky megaton odpadu z popola a na celom svete ešte oveľa viac. Hrozí, že tieto popolčeky sa stanú nebezpečenstvom pre životné prostredie, a možnosť opätovného využitia tohto popola v stavebných materiáloch vo veľkom rozsahu by bola obrovskou výhrou.“
Tím z RMIT tiež spolupracoval s univerzitou Hokkaido na vývoji pilotného počítačového modelového systému, ktorý predpovedá výkonnosť týchto nových betónových zmesí v priebehu času, a dúfa, že tento softvér použije na analýzu a optimalizáciu ďalších nových zmesí.
