Иновативен цимент от солеви разтвор

Днес бетонът е основен строителен материал за всички строителни дейности и фундамент на съвременната архитектура. От години интензивно се работи по усъвършенстването на устойчивостта на цимента като свързващо вещество. Архитекти и учени разработват и нов магнезиев цимент, чийто изходен материал е солевият разтвор.

Дубайските архитекти Ваел Ал Авар и Кеничи Терамото съвместно с група учени проучват създаването на алтернативен цимент от солеви разтвор. Това звучи смело, защото знаем, че солта нанася огромни щети на сградите и мостовете. Солта обаче е само изходният материал за новия цимент. Тя е налична в огромни количества като отпаден продукт в държави като Обединените Арабски емирства, където поради недостига на сладка вода се намират най-големите съоръжения за преработка на солена вода. Тъй като солената вода отново се връща в морето, се стига до покачване на съдържанието на сол там, което има своето отражение върху фауната и флората.

Ето защо екип на изследователския център Advanced Materials and Building Efficiency Research Laboratory (Amber Lab) в Нюйоркския университет в Абу Даби съвместно с университети от Япония се зае да търси нови приложения за солевия разтвор и да проучи как да се използва отпадъчният продукт по устойчив начин.

Солевият разтвор съдържа голямо количество магнезиеви минерали. Учените извличат магнезиево съединение от течния солеви разтвор и от него изливат блокове от цимент, които след това се се свързват химически в камера с въглероден двуоксид. Втвърдяването в камерите е необходимо, тъй като предварително подготвените блокове се нуждаят от по-високо съотношение на въглероден двуокис, отколкото се съдържа в атмосферата. Според Кемал Челик, инженер и асистент в Нюйоркския университет в Абу Даби, реактивният магнезиев оксид може да абсорбира въглеродния двуокис не само по време на процеса на втвърдяване, но и дълго след като е смесен с бетона.

Материалът е въглеродонеутрален. А улиците и сградите могат дори да абсорбират въглероден двуокис от атмосферата с години, което би помогнало за смекчаване на последиците от климатичните промени. В допълнение, реактивният магнезиев цимент може да се произвежда при много по-ниски температури от портландцимента, което намалява консумацията на енергия, споделя Челик. За конвенционалния цимент температурата на изпичане е между 1450 и 1550 градуса по Целзий.

В допълнение към тестовете за здравина и якост са използвани алгоритмични методи за изчисляване на безопасността на цимента при приложение в строителството. Според архитектите предварително произведените блокове биха били достатъчно стабилни за изграждането на едноетажни къщи. Целта на Ал Авар и Терамото обаче е да доразвият продукта и за многоетажни сгради. Учените разглеждат цимента на основата на магнезий като възможна алтернатива на портландцимента.

Идеята за новия материал е вдъхновена от традиционен метод за строителство в арабския свят. Там от векове се използват строителни материали с високо съдържание на магнезиеви минерали за изграждането на домове – например тези в средновековния град в оазиса Сива в западен Египет. Тогава строителният материал е идвал от т.нар. сабкха. Става дума за басейни, които частично са заливани от вода и в които след изпаряването ѝ са се образували солни повърхности, богати на минерали.

Магнезиевият цимент обаче има своите граници. Със солта като изходен материал корозията може да бъде проблем за стоманената армировка, така че за подсилване трябва да се използват други материали. Климатично неутралният цимент тепърва ще се тества на практика чрез широк спектър от експерименти. Въпреки това през май 2021 г. алтернативният строителен материал трябва да бъде представен на Биеналето на архитектурата във Венеция. Планира се павилионът на ОАЕ да бъде частично изграден с цимент на основата на магнезий.

Може да харесате още...