Вуглекислий газ у бетоні підвищив міцність матеріалу на 13%

Дослідження нового процесу при закачуванні вуглекислого газу у бетон

Як повідомляє НВ — Техно: 13 червня, 16:00. Дослідження виявило тимчасовий хімічний процес при закачуванні вуглекислого газу (CO2) у бетон, який підвищує ранню міцність матеріалу на стискання в середньому на 13%. Будівельні компанії вже використовують цю технологію для уловлювання викидів та покращення характеристик бетону. Для моніторингу зразків цементу протягом першої доби твердіння була застосована раманівська конфокальна мікроскопія.

Процес взаємодії CO2 з цементом

На початковому етапі процесу CO2 захоплює кальцій, що виділяється при розчиненні цементу. Це уповільнює звичайну гідратацію, що дозволяє розчиненим силікатам утворювати взаємопов'язану мережу силікагелю. Аспірант Марцин Хайдучек зазначив, що:

“Раптове зникнення силікагелю було характерною рисою кожного тестованого зразка.”

Після повної мінералізації вуглекислого газу через кілька годин стандартна гідратація відновлюється, утворюючи гідроксид кальцію, який реагує з силікатною сіткою. Ця реакція створює гідрат силікату кальцію (CSH), сполуку, що відповідає за міцність матеріалу.

• CSH формується рівномірно по всьому об'єму матеріалу, а не групується навколо окремих частинок цементу.
• Додавання CO2 в кількості 1% від загальної маси цементу забезпечує однорідну внутрішню структуру та вищу міцність протягом 24 годин.
• Дослідження також спростувало попередню думку, що на міцність впливають частинки карбонату кальцію.

Результати роботи опубліковані в журналі Американського керамічного товариства. Доцент Адмір Масіч зазначив, що:

“Раніше дослідження опиралися на теорію, бо реакції відбувалися занадто швидко. Тепер же вчені побачили, що на початковому етапі CO2 захоплює кальцій, який виділяється при розчиненні цементу.”

Ці нові дані можуть вплинути на майбутні технології будівництва та управління викидами вуглецю в атмосферу.

Виявлені результати можуть суттєво змінити підходи до виробництва бетону, що сприятиме зменшенню вуглецевого сліду будівельної індустрії. Використання CO2 не лише підвищує міцність матеріалів, але й може стати ефективним методом утилізації викидів вуглекислого газу, що є важливим кроком у боротьбі зі змінами клімату. Впровадження цих технологій у будівництво може також стимулювати інновації в галузі екологічно чистих матеріалів і процесів.

Завдяки новітнім досягненням у сфері будівництва, екологічні рішення стають все більш актуальними. Використання вуглекислого газу для підвищення міцності бетону не лише знижує викиди, а й відкриває нові можливості для створення більш стійких та довговічних матеріалів у будівництві. Це може суттєво змінити підходи до зведення нових об'єктів.