Исследователи Университета Объединённых Арабских Эмиратов (UAEU) разработали патент США, представляющий метод устойчивого производства бетона с использованием золы отходов бумаги в качестве частичного заменителя цемента в сочетании с технологией отверждения углекислым газом, что способствует снижению выбросов углерода и поддерживает практики экономики замкнутого цикла в строительном секторе.
Патент был разработан исследовательской группой в составе профессора Хиляля Эль-Хассана и профессора Тамера Эль Маадави с инженерного факультета, инженера Карима Хассана, магистранта университета, и д-ра Джада Бавaба, выпускника UAEU. Команда работала над разработкой инновационного решения, объединяющего переработку золы отходов бумаги с технологиями отверждения углекислым газом для производства устойчивого бетона с меньшим воздействием на окружающую среду.
Исследование направлено на решение двух основных экологических проблем: высоких выбросов, связанных с производством цемента, и утилизации золы отходов бумаги, образующейся в отраслях, связанных с бумагой. Технология основана на замене части обычного цемента золой отходов бумаги, что снижает зависимость от цемента, создавая при этом продуктивное применение для промышленного побочного продукта.
«Эта инновация отражает важность разработки устойчивых инженерных решений, которые помогают снизить воздействие строительного сектора на окружающую среду за счёт инновационного использования промышленных отходов для уменьшения выбросов и повышения эффективности использования ресурсов».
Технология также предполагает воздействие на бетон углекислым газом в контролируемых условиях отверждения после заливки, что помогает улучшить развитие механической прочности при одновременном связывании части газа внутри бетона. В исследовании оценивались несколько переменных, включая уровни замены золой отходов бумаги, соотношения вода/вяжущее, соотношения вяжущее/заполнитель и продолжительность воздействия углекислого газа.
Результаты продемонстрировали успешное использование золы отходов бумаги в качестве частичного заменителя цемента: смеси, содержащие этот материал, показали высокий потенциал хранения углекислого газа при сохранении подходящих механических и связанных с долговечностью свойств, включая прочность на сжатие и водопоглощение. Исследование также показало, что умеренные уровни замены цемента, в частности около 10 процентов, обеспечивают многообещающий баланс между производительностью и экологической устойчивостью.
Значимость инновации заключается в объединении валоризации промышленных отходов, сокращения цемента и использования углекислого газа в процессе отверждения, что поддерживает разработку более устойчивых строительных материалов. Потенциальные применения технологии включают сборные бетонные изделия, бетонные блоки, тротуарные изделия и другие компоненты на цементной основе, изготавливаемые в контролируемых условиях отверждения.