Они напрямую связали частицы песка в результате простой реакции в спирте с катализатором. Это может помочь как сократить выбросы углерода, так и построить здания и сооружения в пустынных регионах, даже на Луне или Марсе.
Бетон состоит из двух частей: заполнителя (обычно состоящего из песка и гравия) и цемента (на который приходится 8% общих глобальных выбросов CO2).
Несмотря на то, что в мире существует огромное количество песка, доступность песка для производства бетона довольно ограничена, поскольку частицы песка должны иметь определенное распределение по размерам, чтобы обеспечить текучесть бетона.
«В бетоне цемент используется для связывания песка и гравия. Некоторые исследователи изучают, как больше цемента можно заменить другими материалами, такими как летучая зола и доменный шлак, чтобы сократить выбросы CO2, но этот подход является неустойчивым, поскольку поставка количество этих материалов сокращается из-за сокращения использования теплоэнергетических систем и увеличения использования стали для электропечей », — объясняет Юя Сакаи, ведущий автор. Следовательно, требуется новый подход к производству бетона из неисчерпаемых материалов с меньшей нагрузкой на окружающую среду.
«Исследователи могут производить тетраалкоксисилан из песка посредством реакции со спиртом и катализатором, удаляя воду, которая является побочным продуктом реакции. Наша идея заключалась в том, чтобы оставить воду, чтобы переключать реакцию от песка к тетраалкоксисилану и обратно, чтобы связать песок. частицы друг с другом «.
Исследователи поместили чашку из медной фольги в реакционный сосуд с песком и материалами и систематически меняли условия реакции, такие как количество песка, спирта, катализатора и агента обезвоживания; температура нагрева; и время реакции. Выбор правильного соотношения песка и химикатов имел решающее значение для получения продукта с достаточной прочностью.
«Мы получили достаточно прочные продукты, например, из кварцевого песка, стеклянных шариков, пустынного песка и искусственного лунного песка», — говорит второй автор Ахмад Фарахани. «Эти результаты могут способствовать продвижению к более экологичной и экономичной строительной отрасли во всем мире. Наша технология не требует определенных частиц песка, используемых в традиционном строительстве. Это также поможет решить проблемы изменения климата и освоения космоса».
Кроме того, продукт, вероятно, будет иметь лучшую долговечность, чем у обычного бетона, потому что цементная паста, которая относительно слаба против химического воздействия и демонстрирует большие изменения объема из-за температуры и влажности, в продукт не входит.
Источник: https://www.iis.u-tokyo.ac.jp/en/news/3531/
