Рецепт безцементного бетона связывает песок с помощью спирта
Сейчас ученые Токийского университета создали безцементную альтернативу, которая напрямую связывает частицы песка, используя реакцию между спиртом и катализатором.
Безцементный бетон
Бетон состоит из наполнителя, обычно песка и гравия, и цемента, который действует как клей, удерживая все это вместе. Портландцемент является наиболее распространенным видом, но его производство является довольно экологически неблагоприятным – между высокими температурами нагрева и газовыделением известняка на каждый килограмм цемента образуется около 1 кг двуокиси углерода. Учитывая, сколько материала производится каждый год, на производство цемента приходится около 8% мировых выбросов CO2.
Подписывайтесь на наш youtube канал!
ЭФИРНЫЕ СЕТЫ
Подборка эфиров c ЛУЧШИМИ психологами, врачами, остеопатами
на платформе COURSE.ECONET.RU
ПОЛУЧИТЬ ДОСТУП
Учитывая это, ученые работают над более экологичными альтернативами, чаще всего заменяя цемент на такие отходы, как летучая зола или стальной шлак.
«Исследователи могут получить тетраалкоксисилан из песка путем реакции со спиртом и катализатором, удалив воду, которая является побочным продуктом реакции», – говорит Юйя Сакай, ведущий автор исследования. «Наша идея заключалась в том, чтобы оставить воду, чтобы сдвинуть реакцию туда и обратно из песка в тетраалкоксисилан, чтобы частицы песка соединились друг с другом».
Рецепт безцементного бетона связывает песок с помощью спирта
Команда экспериментировала со смесями кварцевого песка, этанола, гидроксида калия и 2,2-диметоксипропана, нагретыми в медном сосуде. Они провели десятки различных вариаций на установке, изменяя объемы и соотношения ингредиентов, температуру, при которой они обжигались, и на какой срок – 24, 36, 48 или 72 часа.
Песок соединялся в разной степени в зависимости от вариации, при нескольких испытаниях получался стабильный и относительно прочный бетонный материал. При этом его прочность на сжатие еще не соответствует тому, что можно было бы ожидать от традиционного бетона. До сих пор команда тестировала его только сдавливанием между пальцами – будущие эксперименты проведут его более интенсивные испытания, и будут искать способы сделать его более прочным.
Рецепт безцементного бетона связывает песок с помощью спирта
Однако у нового метода есть и другие преимущества. Исследователи утверждают, что этот новый тип бетона может быть более прочным, чем обычный, против обычных врагов, таких как химические вещества, температура и влажность. Он также может использоваться с более широким спектром наполнителей, включая песок с разным размером частиц, и другие материалы, которые могут быть доступны там, где он может быть использован.
«Мы получили достаточно прочные изделия, например, из кварцевого песка, стеклянных бусин, пустынного песка и смоделированного лунного песка», – говорит Ахмад Фарахани, второй автор исследования. «Эти результаты могут способствовать переходу к более экологичной и экономичной строительной индустрии повсюду на Земле». Наша техника не требует использования специфических частиц песка, применяемых в традиционном строительстве. Это также поможет решить проблемы изменения климата и освоения космоса».
Сейчас ученые Токийского университета создали безцементную альтернативу, которая напрямую связывает частицы песка, используя реакцию между спиртом и катализатором.
Бетон состоит из наполнителя, обычно песка и гравия, и цемента, который действует как клей, удерживая все это вместе. Портландцемент является наиболее распространенным видом, но его производство является довольно экологически неблагоприятным – между высокими температурами нагрева и газовыделением известняка на каждый килограмм цемента образуется около 1 кг двуокиси углерода. Учитывая, сколько материала производится каждый год, на производство цемента приходится около 8% мировых выбросов CO2.
Учитывая это, ученые работают над более экологичными альтернативами, чаще всего заменяя цемент на такие отходы, как летучая зола или стальной шлак.
«Исследователи могут получить тетраалкоксисилан из песка путем реакции со спиртом и катализатором, удалив воду, которая является побочным продуктом реакции», – говорит Юйя Сакай, ведущий автор исследования. «Наша идея заключалась в том, чтобы оставить воду, чтобы сдвинуть реакцию туда и обратно из песка в тетраалкоксисилан, чтобы частицы песка соединились друг с другом».
Команда экспериментировала со смесями кварцевого песка, этанола, гидроксида калия и 2,2-диметоксипропана, нагретыми в медном сосуде. Они провели десятки различных вариаций на установке, изменяя объемы и соотношения ингредиентов, температуру, при которой они обжигались, и на какой срок – 24, 36, 48 или 72 часа.
Песок соединялся в разной степени в зависимости от вариации, при нескольких испытаниях получался стабильный и относительно прочный бетонный материал. При этом его прочность на сжатие еще не соответствует тому, что можно было бы ожидать от традиционного бетона. До сих пор команда тестировала его только сдавливанием между пальцами – будущие эксперименты проведут его более интенсивные испытания, и будут искать способы сделать его более прочным.
Однако у нового метода есть и другие преимущества. Исследователи утверждают, что этот новый тип бетона может быть более прочным, чем обычный, против обычных врагов, таких как химические вещества, температура и влажность. Он также может использоваться с более широким спектром наполнителей, включая песок с разным размером частиц, и другие материалы, которые могут быть доступны там, где он может быть использован.
«Мы получили достаточно прочные изделия, например, из кварцевого песка, стеклянных бусин, пустынного песка и смоделированного лунного песка», – говорит Ахмад Фарахани, второй автор исследования. «Эти результаты могут способствовать переходу к более экологичной и экономичной строительной индустрии повсюду на Земле». Наша техника не требует использования специфических частиц песка, применяемых в традиционном строительстве. Это также поможет решить проблемы изменения климата и освоения космоса».
https://econet.ru/articles/retsept-beztsementnogo-betona-svyazyvaet-pesok-s-pomoschyu-spirta
20.04.2021