Инженеры нашли способ сделать бетон прочнее — с помощью газировки

Бетон — один из наиболее распространенных материалов в строительстве. Инженеры стараются отыскать все новые методы укрепления его прочности, чтобы сооружения могли просуществовать на протяжении многих лет. Ученые из США и Швейцарии предложили способ укрепления бетона с применением углекислого газа.

Фото: United States Navy by Stephen P. Weaver, PDM

Бетон включает в себя воду, мелкие наполнители (как, к примеру, песок), крупные частицы (вроде гравия) и цемент, который связывает все компоненты воедино. Цемент, один из элементов состава бетона, реагирует с углекислым газом, что приводит к тому, что конструкции из бетона активно поглощают СО2. В результате образуются прочные кристаллы карбоната кальция.

На сегодняшний день имеется несколько методов для улучшения качества строительного материала: карбонизация затвердевшего бетона или карбонизация свежего бетона. В первом случае бетонные блоки помещают в специальную камеру, где на них под высоким давлением направляют потоки углекислого газа. Во втором варианте укрепления рабочие вводят газообразный СО2 в смесь в процессе производства бетона. Однако такие методы потребляют много энергии, и газ улавливается недостаточно эффективно.

Новый способ укрепления бетона предложили инженеры из США и Швейцарии. Они решили модернизировать процесс карбонизации свежего бетона. В этом подходе оксид углерода IV вводится не в саму смесь, а в воду, смешанную с небольшим количеством цементного порошка. Таким образом создается "газированная вода", которую бетон поглощает уже на этапе смешивания.

"Цементная суспензия, которую мы разработали, представляет собой жидкость с гораздо меньшей вязкостью по сравнению с обычной смесью для производства бетона. Это способствует более быстрому его перемешиванию и ускоряет процесс образования карбоната кальция", — рассказал Алессандро Ротта Лориа из Северо-Западного университета.

Новый метод поможет не только увеличить прочность бетона, но и снизить выбросы углекислого газа в атмосферу. По данным исследователей, цементная и бетонная промышленность ответственна за 8% глобальных выбросов парниковых газов.

"Что еще более интересно, такой подход к ускорению и усилению карбонизации материалов на основе цемента позволяет создавать новые изделия на основе клинкера, в которых CO2 становится ключевым элементом", — подчеркнул Давиде Зампини, вице-президент компании-производителя цемента CEMEX.

Научная статья об этом инновационном методе была опубликована в журнале Communications Materials.