Istraživači sa Norveškog univerziteta nauke i tehnologije (NTNU) i Univerziteta u Tokiju razvili su prototip građevinskog materijala koji bi mogao da promeni dosadašnje standarde u proizvodnji betona. Njihovo rešenje, nazvano botanički peščani beton, omogućava upotrebu pustinjskog peska u izradi betonskih elemenata - što do sada nije bilo moguće zbog njegovih specifičnih svojstava.
Ilustracija (Foto: Pexels)
Beton je, odmah posle vode, najkorišćeniji materijal na planeti. Godišnje se proizvede više od četiri milijarde tona cementa, a sama proizvodnja odgovorna je za oko osam procenata globalne emisije ugljen-dioksida.
Paralelno s tim, građevinski sektor se u velikoj meri oslanja na rečni pesak i drobljeni kamen, čija eksploatacija postaje sve problematičnija - kako zbog ograničenih resursa, tako i zbog negativnih posledica po životnu sredinu, poput erozije i gubitka prirodnih staništa životinja.
Oglas
Zašto pustinjski pesak do sada nije bio upotrebljiv?
Iako ga u pustinjskim predelima ima u izobilju, pustinjski pesak se pokazao neprikladnim za klasičnu proizvodnju betona. Njegova zrna su izuzetno sitna i glatka, što onemogućava kvalitetno vezivanje u standardnim cementnim mešavinama. Kao posledica toga, dobijeni materijal nema potrebnu čvrstoću za upotrebu u konstrukcijama.
Ren Wei, postdoktorand na NTNU, ukazao je da se već godinama vodi rasprava o mogućnosti primene pustinjskog peska u pravljenju betona, ali da je osnovni problem upravo njegova fina granulacija zbog koje ne može da obezbedi adekvatnu povezanost u betonskoj strukturi, pa samim tim ni potrebnu tvrdoću za gradilišta.
Alternativni pristup bez klasičnog cementa
Tim istraživača odlučio je da ispita drugačiji metod proizvodnje, koji ne podrazumeva tradicionalno vezivanje pomoću velikih količina cementa. Umesto toga, pustinjski pesak kombinovan je sa aditivima biljnog porekla i sitnim česticama drveta. Mešavina je potom izložena toploti i pritisku, čime je postignuta kompaktna i čvrsta struktura materijala.
Sva ispitivanja sprovedena su u laboratorijama Univerziteta u Tokiju. Istraživači su detaljno analizirali uticaj različitih parametara - temperature, odnosa sastojaka, nivoa pritiska, vremena presovanja i vrste peska - na gustinu i čvrstoću finalnog proizvoda.
Prema navodima Ren Wei, testiran je čitav niz faktora kako bi se utvrdilo kako pojedine varijable utiču na mehanička svojstva materijala.
Rezultati su pokazali da se pravilnim podešavanjem uslova može dobiti gust i stabilan materijal, bez oslanjanja na standardne procese.
Potencijal i ograničenja nove tehnologije
Prema dosadašnjim nalazima, ovaj beton poseduje dovoljnu čvrstoću za primenu u nekonstruktivnim elementima, poput popločavanja i pešačkih staza. Ipak, istraživači naglašavaju da materijal još nije spreman za upotrebu u velikim konstruktivnim sistemima niti u zahtevnim spoljašnjim uslovima.
Posebno se ističe potreba za dodatnim ispitivanjima otpornosti na hladnu klimu i dugoročnu izdržljivost. Takođe, stručnjaci upozoravaju da bi pustinjski pesak trebalo koristiti lokalno, kako bi se izbegle dodatne emisije gasova nastale transportom teških materijala na velike udaljenosti.
Ukoliko dalja istraživanja potvrde održivost i trajnost ovog materijala, njegova primena mogla bi da smanji potrebu za eksploatacijom rečnog peska i drobljenjem planinskih masiva, uz istovremeno iskorišćavanje resursa koji se danas u pustinjskim oblastima smatra problemom, a ne potencijalom.
Studija je objavljena u časopisu Journal of Building Engineering, čime je otvoren prostor za dalji razvoj i eventualnu komercijalizaciju ovog inovativnog građevinskog materijala.
