Inženieri palielina cementa izturību par 40%, izmantojot garneļu čaumalas

Pētnieki no Vašingtonas štata universitātes un Klusā okeāna ziemeļrietumiem

Nacionālā laboratorija ir izveidojusi sīkus hitīna kristālus un šķiedras no jūras velšu atkritumiem. Nanodaļiņas palielina cementa izturību gandrīz 1,5 reizes. 

Savā darbā, kas publicēts žurnālā Cementsun Concrete Composites, pētnieki pētīja hitīna nanodaļiņu uzvedību. Atšķirībā no celulozes, ko izmanto arī cementa stiprības palielināšanai, šim materiālam ir papildu atomu komplekts molekulārā līmenī. Pateicoties tam, zinātnieki var kontrolēt lādiņu uz molekulu virsmas un līdz ar to arī to uzvedību cementa javā. 

Pētījums parādīja, ka pievienojotPārstrādāti hitīna nanokristāli cementā uzlabo tā īpašības, tostarp konsistenci, sacietēšanas laiku, stiprību un izturību. Viņi novēroja betona lieces stiprības pieaugumu par 40% un saspiežamības uzlabošanos par 12%. Turklāt modificētais sastāvs cieta stundu ilgāk. Tas ir nepieciešams, lai palielinātu transportēšanas un būvniecības klāstu karstā klimatā.

Pētnieki pēta cementa izturību zem spiediena. Foto: Vašingtonas štata universitāte

Krabju, garneļu un omāru čaumalas irapmēram 20–30% ir no hitīna, bet pārējā daļa ir kalcija karbonāts, vēl viena noderīga cementa piedeva. Tajā pašā laikā pasaulē ik gadu tiek saražoti no 13 līdz 17,5 miljoniem kg zivju rūpniecības atkritumu. Lielākā daļa no tiem tiek vienkārši izmesti jūrā.

Cementa ražošana ir oglekļa intensīvaprocess, kurā nepieciešams izmantot fosilo kurināmo, lai sasniegtu nepieciešamo augstu temperatūru (1500 °C). Tā ražošanā izmantotais kaļķakmens arī sadalās, kas rada papildu oglekļa dioksīdu. Tajā pašā laikā klasiskais betons viegli plaisā, kas samazina tā izturību.

Darba autori uzskata, ka kaļķakmens aizstāšana ar hitīna nanodaļiņām palīdzēs samazināt enerģijas izmaksas, jūras velšu atkritumu daudzumu, kā arī palielināt cementa ēku izturību un nodilumizturību.

Lasīt vairāk:

Zinātnieki nofilmēja dīvainu radījumu ar taustekļiem, kurus viņi sajauca ar ziedu

Uz Mēness viņi atrada vietu, kur temperatūra vienmēr ir ērta cilvēkiem

Ir parādījies AI, kas uzrauga procesus un ierosina jaunus fizikas likumus