Доктора Дэвид Хепуорт и Эрик Уэйл из Университета Ланкастера и CelluComp создали добавку для бетона Curran из сахарной свеклы, которая значительно улучшает механические свойства бетона.
Последние результаты исследований ученых показывают, что никакая другая добавка не делает бетон столь же эффективным, как наноцеллюлозные хлопья, приготовленные из овощей. Кроме того, новый процесс производства более эффективных бетонов делает материал более экологичным.
Все началось в начале 1990 годов, когда доктор Дэвид Хепуорт и доктор Эрик Уэйл, обладающие глубокими знаниями целлюлозных материалов и страстью к исследованиям, начали поиск альтернативы углеродным волокнам. Наконец они нашли то, что искали – наноцеллюлозные хлопья. Они окрестили новую добавку Curran и основали CelluComp для ее распространения. Материал был успешно использован впервые в рыболовной удочке в 2007 году.
Теперь оказалось, что добавку Curran можно успешно использовать как композитный материал в бетоне. Эксперименты показали, что механические свойства бетона значительно улучшаются при добавлении наноцеллюлозных хлопьев. В статье блога Allplan утверждается, что растительный композит дал лучшие результаты, чем бетонные композиты с гораздо более дорогими продуктами, такими как графен или углеродные волокна. При финансовой поддержке ЕС по программе «Горизонт 2020» Университет Ланкастера в настоящее время вместе с компанией CelluComp старается сделать добавку Curran еще лучше – в рамках двухлетнего исследовательского проекта. Ученые хотят снизить содержание цемента в бетоне, поскольку «цемент разрушает климат».
В блоге Allplan сказано:
«В настоящее время на производство цемента приходится 8% мировых выбросов CO2. Из-за растущего спроса этот показатель может удвоиться в течение следующих 30 лет. Поэтому сокращение доли цемента в бетоне является важной целью в деле защиты климата. Благодаря улучшению механических свойств и микроструктуры это станет возможным благодаря наноцеллюлозным хлопьям. Первоначальные исследования показали, что нанопластинки увеличивают долю гидрата силиката кальция, что имеет решающее значение для характеристик бетона, и в то же время они образуют более плотную микроструктуру, которая предотвращает образование трещин в бетоне и, следовательно, делает его более долговечным».
Также утверждается, что в настоящее время исследуются возможности усиления существующих бетонных конструкций с помощью нанесения тонких слоев растительного материала. Мохамед Саафи из Университета Ланкастера возглавляет группу, которая пытается использовать в качестве внешнего покрытия наноцеллюлозные хлопья. Исследователи уверены, что этот материал превзойдет даже углеродные волокна, поскольку наноцеллюлозные слои могут сделать бетонные детали более гибкими.
«Растительная добавка не только делает бетон более эффективным, чем другие добавки, она также дешевле в производстве и более экологична», – сообщается в блоге.
Не только в Университете Ланкастера занимаются подобными исследованиями. В статье упоминается университет Пердью в США, где также экспериментируют с целлюлозным бетоном, однако здесь используются кристаллы наноцеллюлозы из древесных волокон. CelluComp использует мякоть сахарной свеклы в качестве основного источника Curran – отходов производства сахара, которые в основном используются в качестве корма для животных. В этом отношении «растительный бетон» остается уникальной добавкой CelluComp и Университета Ланкастера.
