Kiváló építőanyag lehet a cukorrépából és a sárgarépából

Köztudott, hogy a zöldségek fogyasztása jót tesz az emberek egészségének, de az erősebb és zöldebb épületek építésének kulcsai is lehetnek a gyökérzöldségekből származó rostok. A Lancaster Egyetem mérnökei a Cellucomp Ltd UK ipari partnereivel együttműködve azt kutatják, hogyan lehet a betonkeverékeket megerősíteni és környezetbarátabbá tenni a gyökérzöldségek rostjaiból kivont „nanopalacsinták” hozzáadásával.

A munka, amelyet az Európai Unió Horizont 2020 programja 195 000 font támogatással támogat, a korai tesztek eredményeire épül. Ezek azt mutatták, hogy a cukorrépából vagy sárgarépából származó nanolemezkéket tartalmazó betonkeverékek jelentősen javítják a beton mechanikai tulajdonságait.

Jóval olcsóbb, mint a grafén vagy a szén

Az is kiderült, hogy ezek a növényi kompozit betonok felülmúlják a kereskedelemben kapható cementadalékokat, például a grafént és a szén nanocsöveket, ráadásul jóval alacsonyabb költséggel.

A gyökérzöldség nanopalacsinák egyszerre hatnak úgy, hogy növelik a kalcium-szilikát-hidrát – a beton teljesítményét szabályozó fő anyag – mennyiségét, és megállítják a betonban megjelenő repedéseket.

A beton teljesítményének növelésével kisebb mennyiségre van szükség az építkezés során.

A teljes CO2-kibocsátás nyolc százaléka a cement előállításából származik

Az építőipar sürgősen keresi a szén-dioxid-kibocsátás csökkentésének módjait. A beton egyik fő összetevőjének, a közönséges portlandcementnek az előállítása nagyon szén-dioxid-intenzív –

előállítása a teljes globális CO2-kibocsátás nyolc százalékát teszi ki. Az előrejelzések szerint ez a szám a következő 30 évben megduplázódik a növekvő kereslet miatt.

A koncepciót igazoló vizsgálatok azt mutatták, hogy a gyökérzöldség nanopalacsinták hozzáadása 40 kg közönséges portlandcement megtakarítását eredményezte köbméterenként Ami 40 kg CO2-megtakarítást jelent ugyanennek a térfogatnak az esetében. Az ok: a gyökérzöldség-keverék nagyobb szilárdsága miatt kisebb betonrészekre van szükség az épületekben.

Mohamed Saafi professzor, a Lancaster Egyetem mérnöki tanszékének vezető kutatója úgy véli, hogy a gyökérzöldségből készült beton nagyban hozzájárulhat az építkezések szén-dioxid-kibocsátásának csökkentéséhez.

Nanopalacsinta, cementtel kombinálva

Elmondta: „Az új technológiáknak köszönhetően a szén-dioxid-kibocsátás is növekedni fog: "Ezek az újszerű cement nanokompozitok úgy készülnek, hogy a közönséges portlandcementet az élelmiszeriparból származó gyökérzöldség-hulladékból kivont nanopalacsinákkal kombinálják.

A kompozitok nemcsak mechanikai és mikroszerkezeti tulajdonságaik tekintetében jobbak a jelenlegi cementtermékeknél, hanem kisebb mennyiségű cementet is felhasználnak. Ez jelentősen csökkenti mind a cementgyártáshoz kapcsolódó energiafogyasztást, mind a CO2-kibocsátást.”

A növényi alapú cementalapú kompozitokról azt is megállapították, hogy sűrűbb mikroszerkezettel rendelkeznek. Ez fontos a korrózió megelőzése és az anyagok élettartamának növelése szempontjából.

A kutatási projektben azt is vizsgálják, hogy a növényi nanopalacsintákból készült nagyon vékony lemezeket a meglévő betonszerkezetekhez adják hozzá, hogy megerősítsék azok szilárdságát. A kutatók úgy vélik, hogy a növényi nanoszál alapú lapok felülmúlják a meglévő alternatívákat, például a szénszálat. Ez részben azért van így, mert a lemezekkel megerősített betongerendák jobban tudnak majd hajlani, ami segíthet a potenciálisan káros erők elterelésében.

A kétéves kutatási projekt a koncepciót igazoló vizsgálatok eredményei mögött álló tudományt fogja vizsgálni. Így kapunk teljesebb képet arról, hogyan javítják a növényi nanorostlemezes szálak a betonkeveréket. A kutatók arra is törekednek majd, hogy optimalizálják a beton teljesítményét. Hogy olyan keveréket állíthassanak elő, amelyet az építőiparban is fel lehet használni.

A Cellucomp Ltd. már használ gyökérzöldségekből származó rostokat tartósabb festékek előállításához.

Dr. Eric Whale a Cellucomp Ltd-től elmondta: „Izgatottan várjuk, hogy folytassuk együttműködésünket Saafi professzorral, és új alkalmazásokat fejlesszünk ki anyagaink számára, ahol környezeti és teljesítménybeli előnyöket tudunk biztosítani.”

(Forrás: lancaster.ac.uk)