Исследователи RMIT разработали новый тип «зеленого бетона», который включает в себя в два раза больше переработанной угольной золы, чем существующие низкоуглеродистые бетоны, вдвое сокращает количество необходимого цемента и служит дольше, чем обычный портландцементный бетон.

Угольная зола в изобилии образуется вокруг угольных электростанций. Во всем мире электростанции производят около 1,2 миллиарда тонн в год. Это ошеломляющая цифра, и можно с уверенностью сказать, что этот материал останется в изобилии еще долгое время после перехода на возобновляемые источники энергии.

Следовательно, это огромный потенциальный материальный ресурс, и производители низкоуглеродистого бетона используют его в качестве заменителя цемента, обычно заменяя до 40% цемента. В экологическом смысле это эффективно, используя огромное количество отходов и сокращая использование цемента, на который приходится около 8% всех глобальных выбросов углерода.

Команда из RMIT работает с электростанцией AGL Loy Yang, чтобы лучше использовать этот актив, пытаясь повысить содержание золы, чтобы заменить более 80% цемента. Для этого исследователи использовали смесь летучей золы с низким содержанием кальция, с 18% гашеной извести и 3% нанокремнезема, действующей в качестве укрепляющих агентов, затем залили немного бетона и начали тестировать его механические свойства.

Полученный бетон из угольной золы большого объема (HFVA-80) продемонстрировал увеличение прочности на сжатие с 22 до 71 МПа в период с 7 по 450 день. Прочность на изгиб составила 2,7–8,7 МПа, прочность на разрыв 1,6–5,0 МПа, а модуль упругости 28,9–37,0 ГПа. Он прослужил дольше обычного портландцемента при воздействии кислот и сульфатов в течение двух лет.

«Наше добавление нанодобавок для изменения химического состава бетона позволяет добавлять больше летучей золы без ущерба для инженерных характеристик», - сказала руководитель проекта доктор Чамила Гунасекара из Инженерной школы RMIT.

Команда говорит, что эта техника не требует мелкой «летучей золы» и работает примерно так же хорошо с низкосортной «прудовой золой», поскольку в настоящее время она создала и испытала конструкционные бетонные балки из последней, которые прошли сертификацию по австралийским стандартам на инженерные характеристики.

«Интересно, что предварительные результаты показывают аналогичную производительность с прудовой золой более низкого качества, потенциально открывая совершенно новый, чрезвычайно недоиспользуемый ресурс для замены цемента», - говорит Гунасекара.