Naukowiec z USP São Carlos pracuje nad zmniejszeniem szkód wyrządzanych środowisku przez cement, odpowiedzialny za 5% emisji CO2 na świecie
Zdjęcie: annawaldl via Pixabay / CC0
Cement odpowiada za 5% emisji dwutlenku węgla (CO2) na świecie. Jest to również drugi najczęściej konsumowany materiał na naszej planecie, ustępując tylko wodzie. Pomimo korzyści, jego obecność na masową skalę w budownictwie cywilnym oznacza duże szkody dla środowiska. Profesor Bruno Luís Damineli z Instytutu Architektury i Urbanistyki (IAU) USP w São Carlos zajmuje się zrównoważonymi formami betonowymi od czasu doktoratu, który odbył w Politechnice w USP (Poli), podczas stażu w Królewskim Instytucie Technologii (Szwecja).
- Cement: poznaj jego pochodzenie, znaczenie, zagrożenia i alternatywy
W ramach doktoratu badacz opracował mieszanki betonowe o niskiej zawartości cementu. Oznacza to, że stworzył bardziej miękkie kompozycje do betonu - zasadniczo złożone z wody, cementu, piasku i żwiru - bez uszczerbku dla jego wydajności. Badacz badał, jak zmniejszyć luki między kruszywami wchodzącymi do mieszaniny. Im więcej pustek między nimi, tym więcej cementu trzeba użyć do ich wypełnienia. Im mniej pustek, tym mniej cementu jest potrzebne.
Stosując dwie różne techniki (pakowanie i dyspersję cząstek), Damineli zmniejszył pustkę między kruszywami i zmniejszył ilość cementu używanego w betonie o 75% w porównaniu z betonem dobrej jakości produkowanym na rynku. „W testach laboratoryjnych ta redukcja jest bardzo duża, ponieważ kontrola nad testami i zastosowanymi materiałami jest większa. Mimo to w praktyce uważamy, że można zmniejszyć o 50% bez zmniejszania wytrzymałości betonu ”, mówi. Wyniki przyniosły naukowcowi 1. miejsce w Starkast Betong w 2012 roku, oprócz nagrody USP Tese Highlight Award 2015.
Schemat poglądowy: a) pustek między kruszywami w konwencjonalnym betonie, zawierających żwir (szare kółka) i piasek (żółty); b) zredukowane puste przestrzenie w betonie przy wyższym stopniu upakowania (napisy: Bruno Damineli)
Bez żwiru: prototypowy dom z kruszywem z recyklingu
Drugi aspekt trwałości betonu, nad którym pracuje Damineli, polega na zastąpieniu żwiru kruszywem pochodzącym z recyklingu. „Problem w tym, że kruszywo poddane recyklingowi jest słabsze od kruszywa naturalnego i aby to zrekompensować, często zwiększa się zawartość cementu w mieszance, a także jeszcze bardziej zwiększa wpływ na środowisko” - krytykuje profesor.
Dlatego twoim obecnym zmartwieniem jest zastanowienie się, jak zachować odporność „trwałego betonu”. W tym celu podpisała już umowę z krajową firmą na budowę prototypowego domu, którego rozpoczęcie planowane jest na sierpień 2019 r., Z wykorzystaniem kruszywa pochodzącego z recyklingu. Chodzi o to, aby przeanalizować, na ile możliwe jest wykorzystanie tego materiału, przy zachowaniu dobrej zależności między ilością cementu w mieszance a właściwościami mechanicznymi, czyli bez uszczerbku dla jego wytrzymałości.
Damineli opublikował już w 2017 roku artykuł, w którym opisano zastosowanie kruszyw pochodzących z recyklingu o niskiej zawartości cementu. W prototypowni przeprowadza się kilka testów, aby uzyskać jak najlepszy związek między zawartością cementu a właściwościami użytkowymi. Jeśli testy zakończą się powodzeniem, wpływ na środowisko głównego materiału używanego w budownictwie na całym świecie zostanie znacznie zmniejszony.
