Современный метод утилизации бетона придумали немецкие ученые

Каждый год в строительной отрасли образуются миллионы тонн строительного мусора, но, несмотря на это, до сих пор ученые так и не разработали эффективного метода утилизации отходов главного строительного материала — бетона. Или уже разработали? Немецкие ученые утверждают, что знают, как утилизировать бетон при помощи молний.

Бетон, без преувеличения сказать, является краеугольным камнем строительной отрасли любой страны мира. Однако за абсолютной популярностью и незаменимостью материала скрываются не столь приятные вопросы экологии и утилизации отходов не только производства, но и самого бетона. Экологи посчитали, что при производстве одной тонны цементного клинкера образуется от 650 до 700 кг углекислого газа. Суммарно же цементная промышленность ответственна за выбросы 8—15 % всех объемов загрязнений углекислым газом в мире. Снизить их смогла бы эффективная утилизация бетона, вот только на сегодня измельчение бетонного камня сопровождается колоссальными затратами энергии, что вкупе с ограниченностью применения полученной бетонной фракции делает методику нецелесообразной. Затраты на подобную переработку сопоставимы с производством нового материала.

Исследователи из Института строительной физики Фраунгофера (Германия) анонсировали эффективный метод электродинамической фрагментации бетона. В основе метода, к слову сказать, лежат исследования советских ученых 40-х годов прошлого столетия, которые, ввиду низкой востребованности в те годы, промышленного применения не получили. Более 70 лет назад в СССР установили, что электрическая прочность — предел, при достижении которого диэлектрик начинает проводить электрический ток, — не является величиной постоянной. В зависимости от длительности приложения разряда она может изменяться. Причем у жидкостей и твердых веществ в разной степени: при длительности электрического импульса в 500 нс и менее электрическая прочность воды становится выше, чем у большинства твердых веществ. Словом, если кусок бетона положить под воду и приложить к нему импульс длительностью, например, 150 нс, разряд пройдет по линии наименьшего сопротивления, а именно по границе между гравием и цементным компонентом. При этом на всем пути следования разряда образуется плазменный канал с температурой в 10 000 К, создающий давление до 10 гигапаскалей, которое буквально разрывает бетон изнутри. По сути это обычная молния, но в необычной для себя среде.

В результате подобного воздействия разряда электрического тока на бетон, последний распадается на составляющие: гравий, песок, арматуру, цемент — и теперь каждый из компонентов может быть использован в отдельности. Что важно, отмечают ученые, главный компонент — цемент — пригоден для использования в изготовлении новой бетонной смеси практически без каких-либо дополнительных модификаций.

В настоящий момент в лабораторных условиях учеными уже достигнута производительность экспериментальной установки около тонны в час, что, как отмечают сами же исследователи, не предел. В ближайшее время они планируют достичь производительности 20 тонн за час, и это сделает их метод экономически привлекательным для крупных компаний на рынке. В успешной коммерциализации проекта ученые не сомневаются.

Автор: Алексей Стаховский, Стройка.