Istraživači sa KTU razvili su geopolimerni mortar napravljen isključivo od industrijskog i građevinskog otpada koji zadržava pritisnu čvrstoću pri 800°C (1.472°F) i, neočekivano, dobija na snazi nakon ponovnog zagrevanja. Najbolje formulacije postigle su 34,7 MPa i 53,0 MPa uz ograničeno mikropucanje. Vezivo čine prah keramičkih cigli i metakaolin iz proizvodnje stakla, a rad je objavljen u Scientific Reports.
Mortar Potpuno Od Otpada Izdrži 800°C I Postaje Jači Pri Ponovnom Zagrijavanju
Waste-based geopolymer mortar stays strong at 1,472°F and gets stronger when reheated
Istraživači sa Tehnološkog univerziteta u Kaunasu (KTU) razvili su geopolimerni mortar napravljen isključivo od industrijskog i građevinskog otpada koji zadržava značajnu pritisnu čvrstoću čak i pri 800°C (1.472°F) i, neočekivano, dobija na snazi nakon ponovnog zagrevanja.
Šta su uradili?
Umesto Portland cementa, tim je upotrebio potpuno waste-derived (dobijeno iz otpada) geopolimerno vezivo koje se hemijski aktivira na znatno nižim temperaturama od proizvodnje Portland cementa. Vezivo kombinuje dva otpada: prah dobijen mljevenjem keramičkih cigli srušenih objekata i metakaolin kao nusproizvod iz proizvodnje stakla.
Testirani agregati i rezultati
Probali su pet sitnih agregata: pesak, granit, bazalt, keramički otpad i korund. Najbolje ponašanje na visokim temperaturama pokazali su mešavine sa keramičkim otpadom i korundom. Najjače formulacije su pri izlaganju od 800°C postigle pritisne čvrstoće od 34,7 MPa i 53,0 MPa uz ograničeno mikropucanje — vrednosti koje su konkurentne konvencionalnom betonu na sobnoj temperaturi.
„Već sada vidimo da ponovna izloženost visokim temperaturama ne čini naš mortar slabijim. Naprotiv, on zapravo postaje jači“, izjavila je Danutė Vaičiukynienė, vodeća istraživačica iz KTU.
Mogući mehanizam
Autori smatraju da rast čvrstoće pri termičkom cikliranju odražava nastavak alkali-aktivacionih reakcija na visokim temperaturama, što dovodi do dodatne zbijenosti i zatvaranja pora umesto degradacije. Mehanizam još nije u potpunosti razjašnjen, ali efekat se dosledno ponovio u više test ciklusa.
Zašto je to važno?
Proizvodnja Portland cementa odgovorna je za približno 7–8% globalnih CO₂ emisija zbog visokih temperatura pečenja krečnjaka i gline. Zamena dela betona geopolimernim mortovima baziranim na otpadu mogla bi znatno smanjiti emisije. Pored klimatskog uticaja, materijal koji zadržava strukturalnu čvrstoću pri visokim temperaturama ima primenu u zaštiti od požara, otpornim fasadama za oblasti ugrožene divljim požarima, industrijskim objektima, tunelima i postrojenjima visokih radnih temperatura.
Ograničenja i dalje potrebe za istraživanjem
Iako su rezultati obećavajući, potrebna su dalja ispitivanja dugoročne izdržljivosti, ponašanja u realnim uslovima (vlaga, smrzavanje, opterećenja), skalabilnosti proizvodnje i ekonomičnosti. Takođe je neophodno detaljnije proučiti mikrostrukturne promene i hemijske reakcije koje dovode do povećanja čvrstoće pri povišenim temperaturama.
Zaključak: Geopolimerni mortar potpuno dobijen iz industrijskog i građevinskog otpada pokazuje visok potencijal kao niskougljenična i vatrootporna alternativa delu konvencionalnog betona, ali zahteva dodatna istraživanja pre široke komercijalne primene. Rezultati su objavljeni u časopisu Scientific Reports.
Pomozite nam da budemo bolji.
