Команда ученых из Массачусетского технологического института и CNRS (Марсель) предложили готовить цемент по новой технологии.
В процессе производства цемента использую богатые кальцием и кремнием материалы, которые требуют высокотемпературной обработки. Декарбонизация известняка и нагрев цемента, ответственны за большую часть выбросов парниковых газов при сегодняшнем методе производства.
Исследователи показывают, что уменьшение соотношения кальция к силикату не только сократит эти выбросы, но позволит производить цемент более высокого качества. Один из авторов, Roland Pellenq объясняет, что при изменении этого соотношения молекулярная структура затвердевшего материала прогрессирует от плотно упорядоченной кристаллической к неупорядоченной стекловидной структуре.
В обычных цементах, отношение кальция к кремнезему может варьироваться от 1,2 до 2,2, с 1,7 в качестве стандарта. Но в результате молекулярные структуры никогда не сравнивались в деталях. Pellenq и его коллеги построили базу данных всех этих химических составов, установив, что оптимальный смесь будет при соотношении 1,5.
По словам Pellenq, полторы части кальция на одну часть кремнезема может быть «волшебное отношение», так как материал достигнет в два раза большего сопротивления к механической устойчивости против трещин, по сравнению с обычным цементом.
Кроме того, поскольку выбросы, связанные с конкретной продукцией, по оценкам составляют от 5 до 10 процентов промышленных выбросов парниковых газов, то «любое сокращение содержания кальция в цементной смеси будет влияние на CO 2». По мнению исследователей, сокращение выбросов углерода может достичь 60 процентов.
Сейчас ученые планируют продолжить разработку. Pellenq: «Пока работа осталась на уровне молекулярном анализа. Далее мы должны убедиться, что эти наноразмерные свойства сохраняются в мезомасштабе».