Forscher der Washington State University und des pazifischen Nordwestens
In seiner in der Zeitschrift Cement veröffentlichten Arbeitund Concrete Composites untersuchten Forscher das Verhalten von Chitin-Nanopartikeln. Im Gegensatz zu Cellulose, die auch zur Festigkeitssteigerung von Zement verwendet wird, verfügt dieses Material über eine zusätzliche Gruppe von Atomen auf molekularer Ebene. Dadurch können Wissenschaftler die Ladung auf der Oberfläche der Moleküle und damit ihr Verhalten im Zementmörtel steuern.
Die Studie zeigte, dass das HinzufügenVerarbeitete Chitin-Nanokristalle im Zement verbessern seine Eigenschaften, einschließlich seiner Konsistenz, Abbindezeit, Festigkeit und Haltbarkeit. Sie sahen eine 40%ige Steigerung der Biegefestigkeit des Betons und eine 12%ige Verbesserung seiner Kompressibilität. Außerdem härtete die modifizierte Zusammensetzung eine Stunde länger aus. Dies ist notwendig, um die Transport- und Baureichweite in heißen Klimazonen zu erhöhen.
Forscher untersuchen die Festigkeit von Zement unter Druck. Foto: Washington State University
Die Schalen von Krabben, Garnelen und Hummer sindEtwa 20–30 % stammen aus Chitin, der Rest ist größtenteils Calciumcarbonat, ein weiterer nützlicher Zementzusatz. Gleichzeitig werden weltweit jährlich 13 bis 17,5 Millionen kg Abfall aus der Fischindustrie produziert. Die meisten werden einfach ins Meer geworfen.
Die Zementproduktion ist kohlenstoffintensivein Prozess, der den Einsatz fossiler Brennstoffe erfordert, um die erforderlichen hohen Temperaturen (1.500 °C) zu erreichen. Der bei seiner Herstellung verwendete Kalkstein zersetzt sich ebenfalls, wodurch zusätzliches Kohlendioxid entsteht. Gleichzeitig bricht klassischer Beton leicht, was seine Haltbarkeit verringert.
Die Autoren der Arbeit glauben, dass das Ersetzen von Kalkstein durch Chitin-Nanopartikel dazu beitragen wird, die Energiekosten und die Menge an Müll aus Meeresfrüchten zu senken und auch die Haltbarkeit und Verschleißfestigkeit von Zementgebäuden zu erhöhen.
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