Găsirea unei modalități de a face cimentul mai rezistent și de a reduce emisiile de gaze cu efect de seră

După analizarea structurii moleculare a materialului, experții pot obține o nouă formulă care va ajuta la schimbarea calităților materialului, precum și la influențarea cantității de gaze cu efect de seră emise în atmosferă.

În construcții, cel mai comun material este betonul, care este, de asemenea, unul dintre principalii contribuitori la încălzirea globală, producând 1/10 din gazele cu efect de seră emise în atmosferă.

Un studiu recent realizat de experți le-a permis oamenilor de știință să dezvolte o nouă tehnică care va reduce semnificativ emisiile de gaze cu efect de seră (cu aproximativ jumătate).

În plus, după efectuarea unei analize moleculare complexe a structurii betonului, experții au ajuns la concluzia că acesta poate fi făcut mai durabil și mai rezistent la deteriorare. Betonul este fabricat din nisip, apă și ciment, iar pentru producerea cimentului se folosește, la rândul său, un amestec de două tipuri de materiale - unul îmbogățit cu calciu (de obicei calcar), al doilea cu siliciu (de obicei argilă). Când amestecul este încălzit la 1500°C, se obține o masă solidă, care se numește clincher. În timpul producției de materiale de construcție (în timpul încălzirii, decarbonizării) au loc majoritatea emisiilor de gaze cu efect de seră în atmosferă.

Analizând structura, oamenii de știință au ajuns la concluzia că, prin reducerea cantității de calciu din material, este posibil nu numai să se reducă emisiile, ci și să se facă materialul mai rezistent.

Cimentul este utilizat pe scară largă pe planetă și, așa cum arată studiile, cimentul este folosit de trei ori mai des decât oțelul. În cimentul obișnuit, raportul dintre calciu și siliciu poate varia de la aproximativ 1:1 la 2:1, 1,7:1 fiind considerat norma. Cu toate acestea, o comparație detaliată a materialului cu diferite raporturi de structuri moleculare nu a mai fost efectuată niciodată. După cum notează autorul studiului, el și echipa sa au creat o bază de date care includea toate compozițiile chimice și s-a putut stabili că raportul optim, utilizat în prezent, este de 1,5:1.

După cum a explicat expertul, dacă raportul este modificat, structura moleculară a materialului începe să se îmbunătățească (de la o structură cristalină strâns ordonată la o structură sticloasă haotică). În plus, specialiștii au descoperit că, cu un raport de 1,5 părți calciu și 1 parte siliciu, amestecul devine de două ori mai rezistent și dobândește o rezistență mai mare la deteriorare.

Toate concluziile formulate de experți au fost confirmate de un număr imens de experimente.

În timpul producției de ciment, până la 10% din emisiile de gaze cu efect de seră sunt eliberate în atmosferă, iar prin reducerea cantității de calciu din material, potrivit experților, emisiile de CO2 în atmosferă vor fi reduse semnificativ. Oamenii de știință susțin că emisiile de carbon vor fi reduse cu 60% atunci când se produce ciment cu o cantitate redusă de calciu.

Această lucrare a specialiștilor reprezintă sfârșitul a cinci ani de muncă comună a specialiștilor de la Institutul de Tehnologie din Massachusetts și Centrul Național pentru Cercetare Științifică (CNRS), cu Roland Peleng în calitate de șef al proiectului științific.

Experții sugerează că noua formulă pentru producerea cimentului, datorită rezistenței sale ridicate și rezistenței la diverse tipuri de deteriorări mecanice, ar putea fi de interes pentru companiile de gaze și petrol, unde cimentul previne scurgerile și străpungerile din țevi.

[ 1 ], [ 2 ]