|
Инженеры Университета штата Канзас (Kansas State University) разрабатывают новый способ производства бетона, чтобы одновременно уменьшить выбросы углекислого газа и сделать его прочнее. Их новые ингредиенты: побочные продукты производства биотоплива.
"Идея заключается в использовании побочных продуктов производства биоэтанола для производства бетона частично заменяя цемент", говорит Ферайдон Этай (Feraidon Ataie), докторант в области гражданского строительства. "При использовании этих материалов мы сможем уменьшить выбросы углекислого газа".
Бетон состоит из трех основных компонентов: портландцемента, воды и заполнителя. В мире используется около 7 млрд. кубометров бетона в год, что делает бетон наиболее часто используемых промышленных материал после воды, говорит Кайл Ридинг (Kyle Riding), доцент кафедры гражданского строительства.
"Даже если сделать бетон менее энергоемким, чем сталь или другие строительные материалы, то все равно мы используем его так много, что от 3 до 8% глобальных выбросов диоксида углерода приходится на производство бетона," говорит Ридинг.
Чтобы уменьшить выбросы углекислого газа от производства бетона, исследователи изучают экологически чистые материалы, которые могут заменить часть портландцемента, используемого в бетоне. Они нашли, что можно с успехом использовать побочные продукты производства биотоплива из кукурузы, пшеничной и рисовой соломы.
"Прогнозируется, что производство биоэтанола будет устойчиво увеличиваться в будущем", говорит Этай. "По мере увеличения производства биоэтанола, количество побочного продукта производства также увеличивается. Это побочный продукт может быть использован для производства бетона".
Исследователи специально изучают побочные продукты от производства целлюлозного этанола, который является биотопливом и производится из несъедобных материалов, таких как древесная щепа, солома пшеницы или других сельскохозяйственных отходов. Целлюлозный этанол отличается от традиционного биоэтанола, в котором используется кукуруза и зерно, чтобы сделать биотопливо. Сухой побочный продукт, получаемый после дистилляции кукурузы в этанол, может быть использован в качестве корма для скота, но побочный продукт так называемого целлюлозного этанола, из-за высокого содержания лигнина в остатке часто воспринимается как менее ценный.
"После процесса производства целлюлозного этанола, у вас есть остатки материала, который имеет лигнин и целлюлозу", говорит Ридинг. " Наиболее распространенный способ его использования - сжигание с получением электроэнергии и утилизации золы".
Когда исследователи добавили золу побочный продукт в цемент, то зола вступила в химическую реакцию с цементом, чтобы сделать его прочнее. Исследователи протестировали готовый материал и обнаружили, что замена 20% цемента целлюлозным материалом после его сжигания увеличила прочность бетона на 32%.
"Мы работаем над применением жизнеспособного биотоплива путем обработки материалов, чтобы улучшить поведение и использование золы и бетона," езда говорит. "Это имеет потенциал, чтобы сделать производство биотоплива экономически более эффективным за счет лучшего использования всех ресурсов, которые в настоящее время впустую и получить значение в противном случае расточительны материалов и остатки материалов. Потенциал для улучшения прочности и долговечности бетона. Это приносит пользу как отрасли ».
Исследования могут существенно повлиять на Канзас и другие сельскохозяйственные штаты, которые производят такие культуры, как пшеница и кукуруза. После сбора урожая этих культур, соломы остатки пшеницы и кукурузы могут быть использованы для изготовления целлюлозного этанола. А побочные продукты производства целлюлозного этанола могут быть добавлены к цементу упрочнения бетона.
"Использование этого побочного продукта играет важную роль в обоих материалов из бетона и производства биотоплива", говорит Этай. "Если вы используете это в бетон для увеличения прочности и качества, то вы добавляете значение этого побочного продукта, а не только его захоронения. Если вы добавите значение этого побочного продукта, то она является положительным фактором для отрасли. Это может помочь уменьшить стоимость производства биоэтанола ».
Университет штата Канзас
| 