Бетон стал прочнее на 13% благодаря углекислому газу: секрет в химическом процессе

Как CO2 меняет структуру бетона: результаты нового исследования

Как сообщает НВ — Техно: 13 июня, 16:00. Ученые выяснили, что временная химическая реакция, возникающая при нагнетании углекислого газа (CO2) в бетон, способна увеличить его раннюю прочность на сжатие в среднем на 13%. Строительные компании уже применяют эту методику для улавливания выбросов и улучшения свойств материала. Для анализа образцов цемента в первые 24 часа застывания специалисты использовали конфокальную рамановскую микроскопию.

Взаимодействие CO2 с цементом: ключевые этапы

На начальной стадии процесса CO2 связывает кальций, который высвобождается при растворении цемента. Это замедляет обычную гидратацию, позволяя растворенным силикатам формировать взаимосвязанную сеть силикагеля. Аспирант Марцин Хайдучек отметил:

“Характерной чертой всех протестированных образцов было внезапное исчезновение силикагеля.”

Через несколько часов, после полной минерализации углекислого газа, стандартная гидратация возобновляется, образуя гидроксид кальция. Он вступает в реакцию с силикатной сеткой, создавая гидрат силиката кальция (CSH) - соединение, отвечающее за прочность материала.

• CSH распределяется равномерно по всему объему, а не концентрируется вокруг отдельных частиц цемента.
• Добавление CO2 в количестве 1% от массы цемента обеспечивает однородную внутреннюю структуру и повышенную прочность в течение 24 часов.
• Исследование также опровергло прежнюю гипотезу о том, что на прочность влияют частицы карбоната кальция.

Результаты работы опубликованы в журнале Американского керамического общества. Доцент Адмир Масич подчеркнул:

“Раньше исследования основывались на теории, так как реакции протекали слишком быстро. Теперь же ученые увидели, что на начальном этапе CO2 захватывает кальций, выделяющийся при растворении цемента.”

Эти данные могут повлиять на будущие строительные технологии и методы управления выбросами углерода в атмосферу.

Полученные результаты способны кардинально изменить подходы к производству бетона, что поможет сократить углеродный след строительной отрасли. Использование CO2 не только повышает прочность материалов, но и может стать эффективным способом утилизации выбросов углекислого газа, что особенно актуально в контексте борьбы с изменением климата. Внедрение таких технологий в строительство способно также подтолкнуть развитие инноваций в сфере экологичных материалов и процессов.

В то время как исследование подчеркивает важность углекислого газа в улучшении прочности бетона, стоит обратить внимание на то, каким образом новый бетонный материал может повлиять на экологическую ситуацию. Узнайте больше о инновациях в области экобетона, которые обещают стать более устойчивыми и долговечными, чем традиционные варианты.