Новости

Очищенная летучая зола используется для производства более экологичного и прочного бетона.

Очищенная летучая зола, используемая для производства более экологичного и прочного бетона

Производство цемента, используемого в бетоне, является основным источником выбросов парниковых газов, поэтому некоторые люди пытались заменить его летучей золой. Новый метод делает эту летучую золу более экологичной, в результате чего бетон становится более экологичным и прочным.

При производстве широко используемого портландцемента кальций и другие ингредиенты необходимо нагревать до очень высоких температур. Было подсчитано, что процессы, посредством которых вырабатывается это тепло, ответственны за от 5% до 8% всех антропогенных выбросов CO2.

Помня об этой проблеме, ученые попытались заменить летучую золу некоторыми цемента, используемого в бетонных смесях (другими ингредиентами являются песок и/или гравий и вода).

Летучая зола является отходом, оставшимся после сжигания угля, и, хотя по своим свойствам она аналогична свойствам цемента, она также содержит токсичные тяжелые металлы. Если бетон, содержащий эту золу, будет использоваться на дорогах или тротуарах, вполне возможно, что эти тяжелые металлы могут постепенно выщелачиваться из него в окружающую среду.

Стремясь устранить этот недостаток, ученые из Университета Райса в Техас разработал процесс, который начинается со смешивания летучей золы с электропроводящим порошком сажи.

Используя метод, известный как мгновенный джоулев нагрев, эта смесь затем помещается между двумя медными или графитовыми электродами (подключенными к конденсатору), которые подают на материал короткий электрический импульс. Применение этого тока приводит к быстрому нагреву смеси до температуры около 3000 ºC (5432 ºF), в результате чего тяжелые металлы испаряются в пар, который улавливается в вакуумной камере.

«Используя этот метод, мы можем удалить тяжелые металлы из летучей золы угля с очень высокой эффективностью», — сказал научный сотрудник с докторской степенью Бинг Денг, соавтор исследования. «Для различных тяжелых металлов, таких как мышьяк, кадмий, кобальт, никель и свинец, эффективность удаления составляет от 70% до 90% всего за одну секунду».

Очищенная летучая зола, используемая для производства более экологичного и прочного бетона

Ведущие авторы исследования Вэй Мэн (слева) и Бин Денг с образцом бетона, изготовленного из очищенной летучей золыГуставо Раскоски/Университет Райса

Дополнительным преимуществом является то, что бетон, изготовленный из очищенной летучей золы, также прочнее, чем бетон, изготовленный из чистого цемента. В частности, когда ученые заменили 30% цемента в бетонной смеси золой, полученный бетон оказался на 51% прочнее и на 28% эластичнее, чем контрольные образцы.

«Это очень важно для проектирования конструкций и строительной отрасли, потому что более прочные конструкции можно построить с меньшим количеством цемента», — сказал научный сотрудник с докторской степенью Вэй Мэн, еще один соавтор.

Статья об исследовании была недавно опубликована в журнале. Инженерия связи.

Источник

Нажмите, чтобы оценить статью
[Итого: 0 Среднее значение: 0]

Похожие статьи

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

Кнопка «Наверх»