Отходы от моркови и свеклы делают из бетонных конструкций электрогенераторы

Бетон — один из самых популярных строительных материалов. Однако он вреден для окружающей среды, в основном из-за выбросов углекислого газа при производстве цемента — одного из основных компонентов бетона. Ученые нашли способ сделать его более экологичным, использовав обычную морковь и свеклу. Кроме того, отходы корнеплодов помогают сделать из бетонных конструкций электрогенераторы.

После воды бетон является самым широко используемым веществом в мире. На производство цемента, ключевого компонента бетона, приходится около 8% глобальных выбросов CO₂. 

Кроме того, производство клинкера требует высокотемпературной химической реакции, а значит больших затрат энергии.

Цементная промышленность работает над обезуглероживанием и сокращением выбросов ископаемого топлива. Но химическая часть выбросов углекислого газа неизбежна, если не создать принципиально другой тип цемента.

Когда цемент смешивается с водой, он образует пасту, которая связывает песок и щебень, позволяя бетону затвердеть и придавая ему прочность и структуру. Изменение этого процесса — одна из стратегий снижения воздействия цемента на окружающую среду. Профессор Мохамед Саафи из Ланкастерского университета в Великобритании и его коллеги стремятся достичь этой цели в рамках проекта B-SMART.

Цемент необходимо смешивать с водой, чтобы он прилипал к песку и щебню и связывал их вместе. Однако не все частицы цемента при этом гидратируются. «Если мы сможем усилить этот механизм гидратации, его прочность значительно увеличится, и, следовательно, удастся использовать меньше цемента» — объясняет профессор Саафи.

Заменив часть цемента отходами, исследователи надеются сделать бетон более экологичным. 

Профессор Саафи и его команда обратились за помощью к корнеплодам. Они изучили, можно ли добавить в цемент для укрепления отходы моркови, перерабатываемые для производства детского питания, или остатки от экстракции свекловичного сахара. Используя компьютерное моделирование, они увидели, как сверхтонкие пласты из отходов овощей будут взаимодействовать с цементом. Также ученые изучили влияние овощей как на гидратацию цемента, так и на его механические свойства. Затем они провели эксперименты в лаборатории, чтобы проверить результаты своих симуляций.

В итоге, исследователи обнаружили, что использование листов из растительных отходов могут улучшить гидратацию цемента. Они действовали как резервуары, которые позволяли воде достигать большего количества частиц цемента и, таким образом, улучшали его связывающую способность. 

Также выяснилось, что добавление корнеплодов в цемент дает дополнительные преимущества. Например, при надавливании на морковь вырабатывается электроэнергия, которая может питать небольшую светодиодную лампу или электронные устройства. Когда к цементу были добавлены нанолисты их отходов моркови, профессор Саафи и его коллеги обнаружили, что они могут делать не просто экологичный бетон, но и производящий электричество. Если, например, построить мост из такого бетона, электричество может вырабатываться при проезде по нему автомобилей или из-за вибрации или движения, вызванного пешеходами. Это электричество из бетона мжно будет использовать для питания светодиодов или уличных фонарей. 

Читать далее

Аборты и наука: что будет с детьми, которых родят

Посмотрите на самые красивые снимки «Хаббла». Что увидел телескоп за 30 лет?

Названо растение, которому не страшно изменение климата. Им питается миллиард человек