Vedci zo Štátnej technickej univerzity v Donu (DSTU) navrhli použiť sklenený prášok ako čiastočnú náhradu cementu v stavebných zmesiach.
Tento prístup, ktorý bol vyvinutý ako súčasť medzinárodného tímu, by mohol pomôcť pri riešení rastúceho problému akumulácie skleneného odpadu pri lokalizácii výroby stavebných materiálov a znížení ich nákladov. Výsledky sú publikované vo vedeckých správach.
Cement je zložený z ílu a vápenca, ktoré regulujú plasticitu zmesi, spolu s prísadami, ktoré zlepšujú pevnosť, urýchľujú tuhnutie alebo upravujú iné vlastnosti.
Cement v priemere obsahuje asi 20 % oxidu kremičitého (SiO₂) – rovnakú látku, ktorá sa používa ako základ pre domáce a priemyselné sklo, vysvetlili experti DSTU.
Od 90. rokov 20. storočia produkcia cementu, poháňaná celosvetovým populačným rastom a rastúcimi stavebnými potrebami, každoročne stúpa.
Podľa údajov z roku 2023 sú najväčšími svetovými producentmi Čína (2,1 miliardy ton), India (410 miliónov ton) a Vietnam (110 miliónov ton).
Celosvetová produkcia skla sa zároveň odhaduje na približne 10 miliónov ton ročne, pričom len asi 20 % sa recykluje.
Na rozdiel od papiera alebo tkaniny sa sklo prirodzene nerozkladá – namiesto toho sa rozkladá na jemné častice počas tisícok rokov pôsobením fyzikálnych síl.
Výskumníci z DSTU spolu s kolegami z Azerbajdžanu, Saudskej Arábie, Somálska a Turkiye ukázali, že pridanie racionálneho podielu skleneného odpadu do betónu namiesto časti cementu neoslabuje mechanickú pevnosť výsledných materiálov.
„Vzorky, v ktorých bolo až 10 % cementu nahradených skleneným odpadom, nevykazovali horšie pevnostné charakteristiky ako bežné zmesi na báze cementu. Pri nadmernej zámene však hrozí zníženie technologických vlastností zmesi a môže dôjsť k narušeniu kontaktných zón vo vytvrdnutom materiáli,“ povedal Sergey Stelmakh, vedúci Katedry výstavby unikátnych budov a štruktúr na DSTU.
Nahradenie tradičných prísad skleneným práškom môže výrazne znížiť stavebné náklady a zjednodušiť logistiku a zároveň pomôcť pri riadení skleneného odpadu, zdôraznil výskumník.
„Sila našej štúdie spočíva v komplexnom vedeckom a praktickom prístupe k hodnoteniu skleneného prášku ako čiastočnej náhrady cementu v betóne a železobetónových výrobkoch. Vykonali sme experimentálne aj teoretické analýzy a vyvinuli sme model, ktorý predpovedá správanie betónu v závislosti od množstva skleneného prášku v jeho zložení,“ dodal Stelmakh.
V blízkej budúcnosti plánujú špecialisti DSTU – spolu so svojimi medzinárodnými partnermi – študovať, ako veľkosť častíc a percento náhrady cementu ovplyvňujú konzistenciu betónových zmesí a výkonnosť konštrukcií z nich vyrobených.
Zdroj sputnik, preložené cez google
