Ученые предложили более экологичную формулу бетона с переработанным стеклом

Чтобы удовлетворить глобальную потребность в бетоне, в огромных количествах используется природный песок — и это дорого обходится окружающей среде.

Бетон состоит из цемента, воды и минеральных агрегатов, таких как песок. Чтобы ограничить его негативное влияние, исследователи из Лондонского университета Брунеля предложили полностью заменить агрегат на стекло.

Оболочка здания, напечатанная на 3D-принтере. Фото в тексте: Мехди Чуган

Стекло изготавливается из песка, легко перерабатывается и может использоваться в производстве бетона без какой-либо сложной обработки. Если предложенный учеными способ войдет в обиход, то спрос на строительство поможет перерабатывать больше стекла.

Как это работает

В рамках эксперимента ученые использовали стекло от бутылок для газировки, которые им предоставила местная перерабатывающая компания.

• Стеклянные бутылки измельчали с помощью дробильной машины.
• Осколки промывали, сушили, измельчали и просеивали. В результате получились частицы размером меньше квадратного миллиметра.
• Затем измельченное стекло использовалось для изготовления бетона так же, как и песок.

Из такого бетона ученые напечатали на 3D-принтере стеновые панели и строительные блоки, из которых можно собрать целое здание. Добавление стекла не только решает проблему отходов, но и улучшает качество бетона. Таким образом можно дать вторую жизнь стеклянным отходам.

Слои стеновой панели, напечатанной на 3D-принтере. Фото в тексте: Мехди Чуган

Теплопроводность натриево-известкового стекла, которое чаще всего используют для производства окон и бутылок, более чем в три раза ниже, чем у кварцевого песка — распространенного агрегата для бетона.

Бетон, содержащий переработанное стекло, обладает улучшенной теплоизоляцией. Это позволит существенно сократить расходы на обогрев и охлаждение помещения в летнее и зимнее время.

Дополнительные улучшения

Исследователи внесли и другие изменения в состав бетона, чтобы повысить его экологичность, в том числе заменили часть портландцемента известняковым порошком. 

Портландцемент — ключевой компонент бетона, с помощью которого прочие элементы связываются в затвердевающую смесь. Однако при его производстве выбрасывается большое количество углекислого газа и парниковых газов.

Производство известняка оказывает меньшее влияние на окружающую среду по сравнению с портландцементом. Его можно добавлять в бетон, предназначенный для 3D-печати, без потери качества смеси.

Ученые также добавили легкие наполнители, сделанные из полых термопластичных сфер, чтобы уменьшить плотность бетона. Это снизило его теплопроводность на 40% по сравнению с другим бетоном, используемым для 3D-печати, а также улучшило его теплоизоляционные свойства и сократило требуемое количество сырья.

С помощью технологии 3D-печати можно разработать конструкцию стен на компьютере, преобразовать ее в простой код и отправить на 3D-принтер, который, в свою очередь, способен работать круглые сутки, производит меньше отходов и повышает безопасность строителей.

Источник.