Простой метод повышения устойчивости строительства

Apr 20, 2023

ТОКИО, ЯПОНИЯ — Веками в зданиях, мостах и ​​других конструкциях использовался бетон из-за его высокой прочности и простоты производства. Тем не менее, примерно восемь процентов глобальных выбросов углекислого газа приходится на производство цемента. Таким образом, предпринимаются постоянные усилия по минимизации этого огромного углеродного следа. Некоторые из этих усилий по сокращению загрязнения сосредоточены на повторном использовании бетонных отходов. Например, исследователи из Японии недавно впервые применили уплотнение под высоким давлением как простой способ переработки бетона. Однако для оптимального использования таких продуктов необходимы дальнейшие улучшения.

Теперь, в недавно опубликованном исследовании Исследователи строительства и строительных материалов из Института промышленных наук Токийского университета экспериментально измерили изменения прочности на сжатие и мелкомасштабной структуры, которые вызываются термообработкой после такого уплотнения. Это исследование поможет улучшить свойства переработанного бетона и повысить устойчивость строительной отрасли.

Термическая обработка была предложена как средство повышения эффективности уплотнения под высоким давлением. Однако результаты были неоднозначными: от ухудшения до улучшения качества. «Мы стремились внести ясность в эти дебаты», — объясняет доктор Ибрагим Мостазид, старший автор. «Систематически изучая обычные условия термообработки и соответствующую микроструктуру, мы тщательно оценили улучшенные свойства получаемого бетонного изделия».

Исследователи протестировали смеси переработанного портландцементного бетона с добавками железа/стали и доменного шлака. Они протестировали три типичные термические обработки после уплотнения. Все термообработки привели к микроструктурным реорганизациям, которые привели к улучшению свойств. Кроме того, добавление шлака увеличило плотность и мелкомасштабную однородность бетона, что еще больше способствовало улучшению свойств. Например, в одной бетонной смеси автоклавирование после уплотнения при температуре 180°C в течение восьми часов увеличило прочность на сжатие более чем в пять раз по сравнению с отсутствием автоклавирования. Другими словами, исследователи разработали энергоэффективные способы улучшения результатов переработки бетона.

«Различные термические обработки улучшают прочность бетона, но за счет разных механизмов», — говорит Мостазид. «Например, автоклавирование бетона соответствовало производству гидрограната, минерала, отличного от того, который мы наблюдали после простой термической обработки».

В будущем исследователи смогут сравнить эти данные с результатами своих собственных программ переработки бетона, например, паровой обработки. При этом испытания характеристик переработанного бетона будут иметь четкие числовые и микроструктурные ориентиры. Такие стандарты помогут исследователям оценить различные процедуры, направленные на достижение одних и тех же целей экологической устойчивости, и помогут минимизировать выбросы углекислого газа в строительной отрасли.

- Этот пресс-релиз был первоначально опубликован на веб-сайте Института промышленных наук Токийского университета.