Нов вид бетон използва стари гуми
Бетон. Не звучи като много динамична научна област, вряща от вълнуващи изследвания, нали? И все пак в нея се наблюдават множество пробиви през последните години: от самовъзстановяващ се бетон, който ползва ензими от човешка кръв, през „жив“ бетон, направен от пясък и бактерии, до хилядолетен бетон, който може да помогне за спасяването на планетата, науката зад най-широко използваното веществото на Земята непрекъснато се развива, за да отговори на днешните предизвикателства.
Предизвикателства като: какво правим с всичките използвани и безполезни гуми, които трупаме по разни полета? Отново, вероятно не е нещо, за което мислите толкова често, но броят на изхвърлените гуми всяка година се очаква да достигне около 1,2 милиарда до 2030 г. Едно „гробище за гуми“ в Кувейт се запали спонтанно (отново) през 2020 г., изхвърляйки токсични химикали в околната среда.
Едно решение е гумите да се настържат и да се използват малките каучукови частици за добавка в цимента – те ще действат като заместител на някои от традиционните съставки като чакъл и натрошени скали. Но досега тази опция за рециклиране е била ограничена и опитите да се заменят всички агрегати с каучук са довеждали до твърде слаб бетон, който не покрива изискванията и стандартите за безопасност.
Проблемът е в плътността: гумената троха не е достатъчно плътна, за да се разпръсне равномерно в бетоновата смес. Освен това гумата е хидрофобна – тоест, отблъсква водата – така че дори когато присъства в бетона, тя не винаги се прилепва към сместа, като така създава въздушни мехурчета в крайния продукт. Тъй като в някои части от бетона напълно липсва инертен материал – а в други части липсва дори цимент – резултатът е сравнително крехък и неизползваем.
Сега обаче всичко това ще се промени, защото нова статия, публикувана в списание Resources, Conservation & Recycling, описва как да се създаде структурно лек бетон, чиито груби агрегати са 100 процента каучук от използвани автомобилни гуми.
„Техниката включва прилагане на новоразработени леярски форми за компресиране на грубия каучуков агрегат в пресен бетон, което подобрява експлоатационните характеристики на строителния материал“, обяснява Мохамад Момин Ул Ислам, доктор по инженерство в университета RMIT в Мелбърн и водещ автор на изследването.
„Демонстрирахме с нашия прецизен метод за леене, че това възприемано от десетилетия ограничение за използването на големи количества груби каучукови частици в бетона вече може да бъде преодоляно“, казва той.
Предимствата на новата техника са две: първо, тя ще намали разходите – инертните материали съставляват до 80% от бетона и така снабдяването им от изхвърлени гуми естествено ще премахне част от ресурсите, необходими за получаване и обработка на съставката от другаде .
По-важното е, че този метод е много по-екологичен. „Тъй като голяма част от типичния бетон е едър добавъчен материал, замяната му с използвани гуми може значително да намали потреблението на природни ресурси и също така да се справи с голямото екологично предизвикателство какво да правим с използваните гуми“, казва съавторът на изследването и ръководител на екипа, Джай Ли.
Но предимствата не спират дотук: полученият бетон е по-лек от традиционния, което го прави по-евтин и по-екологичен за транспортиране до местата, където е нужен. „Това би било от полза за редица разработки, включително евтини жилищни проекти в селски и отдалечени райони като някои части на Австралия, например, и други страни по света“, посочва Ли.
В такъв случай, трябва ли да очакваме да видим използвани гуми да се продават по строителните магазини? Не веднага – новият бетон с гуми може да е близо два пъти по-здрав от предишните опити, но все още не е напълно готов. Ли и екипът работят върху това да направят изобретението си още по-здраво структурно.
Така че е добре да наблюдаваме това кътче на науката. Бетонът е по-важен, отколкото мнозина осъзнават.
