Ученые из Университета Портсмута (Великобритания) сделали важное открытие в области устойчивых строительных материалов. Они выяснили, что порошок из переработанного стекла может эффективно стабилизировать прессованные земляные блоки (compressed earth blocks), предлагая экологичную альтернативу цементу.
Строительные блоки из прессованной земли - относительно новый тип стройматериала. Они создаются из смеси грунта, включающего глину, песок и различные наполнители. В отличие от традиционного кирпича, который обжигается в печи, эти блоки подвергаются сильному давлению, а затем затвердевают естественным способом — в основном при воздушной сушке. За счет этого прессованные земляные блоки оказываются дешевле и экологичнее обычного кирпича.
До сих пор для достижения достаточной прочности таких блоков требовалось значительное количество цемента, производство которого сопровождается высокими выбросами углекислого газа. Однако новое исследование показало, что порошок из переработанного стекла может выступать в качестве эффективного стабилизатора, уменьшая потребность в цементе.
Состав оптимальной смеси
В рамках исследования ученые протестировали блоки с различным содержанием извести и стеклянного порошка — от 0% до 25%. Лучшие результаты показала смесь с 10% извести и 10% переработанных стеклянных частиц.
«Мы хотели оценить свойства земляных блоков с добавлением переработанного стекла, учитывая растущий спрос на вторичные материалы в строительстве», — пояснил доктор Мухаммад Али, доцент Школы гражданского строительства и геодезии Университета Портсмута.
Полученные «зеленые» блоки продемонстрировали прирост прочности на сжатие на 90% по сравнению с нестабилизированными аналогами. Их максимальная прочность составила 5,77 мегапаскалей, в то время как у обычных блоков — 3,03 МПа спустя 28 дней затвердевания. Прочность на разрыв также выросла на 30% и составила 0,52 МПа против 0,40 МПа у нестабилизированных образцов.
Дополнительно ученые провели микроскопический анализ структуры блоков. На изображениях с электронного микроскопа не было обнаружено трещин в образцах с оптимальной смесью, что подтвердило их высокую структурную целостность.
По мнению исследователей, в будущем стоит изучить теплоизоляционные свойства таких блоков, а также их устойчивость в долгосрочной перспективе.
Главное значение открытия заключается в возможности заменить цемент переработанным стеклом при производстве земляных блоков. Это открывает путь к значительному снижению выбросов углерода и способствует переходу к циркулярной экономике в строительстве — подходу, при котором строительные материалы получают вторую жизнь через повторное использование и переработку.
Исследование опубликовано в журнале Discover Civil Engineering.
