Сегодня все больше и больше стран (как европейские государства, так и азиатские, к примеру, Индия и Китай) ставят перед собой внушительные экологические цели, основой которых являются планы по сокращению выбросов углекислого газа в атмосферу. Он, как известно из школьных учебников, вызывает парниковый эффект, что, в свою очередь, грозит глобальным потеплением и рисками, с этим связанными.
Сокращение выбросов углекислоты повлияет на ход многих промышленных процессов. Что касается строительной сферы, то здесь, пожалуй, самым "опасным" и нежелательным в этом смысле материалом является всем знакомый портландцемент. На его долю приходится аж 5% выбросов углекислого газа, производимых всем человечеством!
Поскольку он до сих пор используется при строительстве огромного количества зданий, быстро найти равноценную замену — задача крайне сложная.
Геополимеры
Одно из наиболее перспективных и развивающихся направлений в сфере разработки новых стройматериалов — геополимеры.
Этот термин был введен в 1978 году, и по версии Института Геополимеров, под ним понимаются материалы, полученные в результате синтеза сырьевых, необработанных материалов (в основном, породообразующих минералов) и полимеров на кремниевой основе.
Попытки найти замену портландцементу, не отказываясь при этом от привычного бетона, вылились в создание различных геополимерных цементов и бетонов (Кроме них геополимерными также бывают смолы и вяжущие).
Если говорить о геополимерных цементах, то в их основе может лежать или шлак, или зола — по сути своей, являющиеся отходами производств. Если говорить о производстве портландцемента, то основным его ингредиентом является клинкер — обожженная смесь глины и известняка. На этой фазе как раз и выбрасывается в атмосферу углекислый газ. Но ведь, если вместо измельченного клинкера взять шлак или золу, которые уже являются побочным продуктом промышленных процессов сжигания тех или иных материалов, сжигать что-то повторно и тем самым "напрягать" природу не потребуется.
Рис.1. Блоки из геополимерного бетона компании HySSIL
Геополимерные бетоны можно смешать самому, но и промышленно произведенные составы имеются. Причем последние часто обходятся дешевле (в силу объемов) и имеют лучшие свойства по сравнению с "домашними" смесями. К примеру: низкая степень усадки (габариты построенного здания если и уменьшатся после полного высыхания, то не сильно), более короткий срок высыхания (часто менее 7 дней, к сравнению у обычного бетона — до 1 месяца), высокая прочность на сжатие, повышенная огнеупорность, устойчивость к воздействию агрессивных химических веществ.
Но все, как обычно, не так безоблачно. Во-первых, самому смешивать геополимер не рекомендуется, если нет обширного строительного опыта. Если нарушить довольно сложную технологию, то вышеописанных преимуществ в итоге можно и не дождаться. Кроме того, часто в состав геополимерного бетона входит гидроксид натрия, в учебниках химии именуемый "едкий натр", который получил такое название не зря. При неосторожном обращении он может вызывать серьезные химические ожоги. Так что подавляющее большинство специалистов (а также ЕСТП Блог) рекомендует покупать уже готовые смеси.
Также есть и еще один подводный камень, связанный с тем, что базовым ингредиентом смеси являются отходы производства. Производства бывают, увы, разные, и к сожалению, нельзя быть уверенным что шлак или зола безвредны. К тому же, если учесть, что открыты геополимеры были совсем недавно, то в достаточной степени изучить их влияние на здоровье человека в долгосрочной перспективе пока не удалось.
Тем не менее, эксперты все же считают, что за этим классом стройматериалов — будущее. Однако над вопросами достоверной сертификации поставщиков шлака и золы предстоит задуматься.
Цементы с отрицательным показателем эмиссии углерода
Еще одной более экологичной альтернативой портландцементу может стать британская разработка Novacem, признанная стройматериалом 2011-го года. Согласно информации, полученной от разработчиков, они изобрели цемент с отрицательным показателем эмиссии углерода. Если более простыми словами, то при производстве данного стройматериала углекислоты было поглощено больше, чем выработано.
По некоторым данным, специалистам из компании Material Connexion, занимающейся исследованиями в этой области, удалось добиться снижения количества выбросов углекислого газа на 1 тонну цемента, с 800 кг до 50 кг. Уменьшение показателя в 16 раз, согласитесь, замечательный результат.
Рис.2. Блоки из цемента с отрицательным показателем эмиссии
углерода Novacem
Добиться его удалось благодаря нескольким решениям, и прежде всего, оригинальному химическому составу. Хотя по понятным причинам сам состав материала не разглашается, известно, что в него входят силикаты магния, добываемые из оливина, серпентина и талька. Основное преимущество подобных компонентов над традиционным известняком состоит в том, что температура нагрева для создания из них цемента требуется меньшая, и каких-либо выбросов (углекислоты или иных) не происходит. Соответственно, на нагрев уходит меньше энергии и энергоресурсов.
Кроме того, продукт Novacem поглощает ранее выработанный СО2! Происходит это в ходе реакции карбонизации, в результате которой из исходного силиката магния получается карбонат магния и одна из модификаций оксида кремния. Затем, часть полученного карбоната магния нагревается (до 700 градусов) для получения оксида магния, также являющегося компонентом Novacem. Все три элемента, наряду с присадками, входят в состав Novacem.
Все это звучит опять же неплохо, но, как и в первом случае, любая новая технология требует времени для проведения комплексного тестирования, выхода производства на промышленные масштабы и тем более всемирного распространения.
Предсказуемым образом, после первоначальных шумихи и ажиотажа, вызванных такой многообещающей разработкой, наступил период информационной тишины. В планах разработчиков было разработать пилотный продукт, пригодный для выхода на рынок в 2014 году. Однако планы не всегда реализуются вовремя, и пока информации о подобном релизе найти не удалось.
В любом случае, если прецедент есть, то вполне вероятно, что, если не британцы, то их конкуренты (например, американцы из компании MIT) в скором времени вполне могут представить материал подобного класса.
Источник:
