Od odpadů těžebního průmyslu po zelený beton: jak najít řešení, které sníží emise a způsobí revoluci ve stavebnictví
Vědci z Flinders University vyvinuli metodu využití odpadů z lithiové průmyslu k výrobě inovativních materiálů s lepšími strukturálními vlastnostmi než tradiční materiály.
Výzkumníci z Flinders University učinili důležitý krok na cestě k udržitelnému rozvoji ve stavebnictví tím, že jako hlavní složku pro výrobu zeleného betonu použili delitovaný β-spodumen (DβS), odpad z těžebního průmyslu, který vzniká při čištění lithia.
Podle studie provedené australskou univerzitou přidání tohoto vedlejšího produktu do geopolymerů nejen zvyšuje pevnost a trvanlivost betonu, ale také pomáhá snížit dopad na životní prostředí, který vzniká při použití tradičních materiálů v průmyslu.
Vlastnosti a výhody DβS v betonu
Skupina pod vedením Dr. Aliakbara Golampura z Fakulty přírodních věd a techniky Flinders University prokázala, že DβS je díky svým vlastnostem puzolanu vhodný pro použití v geopolymerních pojivech.
Při výzkumu mikrostrukturního chování materiálu a experimentování s různými poměry alkalických aktivátorů odborníci určili optimální parametry, které maximalizují jak odolnost, tak kvalitu betonu vyráběného z těchto odpadů.
Jednou z nejdůležitějších vlastností DβS je jeho schopnost zlepšovat jak mechanické vlastnosti, tak i trvanlivost betonu. Tyto výsledky, shromážděné a zveřejněné Flindersovou univerzitou, nabízejí reálnou alternativu k likvidaci průmyslového odpadu z těžebního průmyslu.
Výsledky výzkumu ukazují, že DβS, který byl dříve považován za problémový odpad kvůli jeho rostoucímu hromadění a potenciálnímu znečištění půdy a podzemních vod, je nyní považován za cennou surovinu pro stavební sektor.
Dopad na životní prostředí a průmyslové využití
Dopad této inovace na životní prostředí je globální. Ročně se vyrobí přibližně 25 miliard tun tradičního betonu, což spotřebovává téměř 30 % neobnovitelných přírodních zdrojů a způsobuje přibližně 8 % světových emisí skleníkových plynů.
Začlenění DβS jako částečné náhrady tradičních materiálů do betonu výrazně snižuje potřebu primárních surovin a objem průmyslového odpadu odváženého na skládky a také snižuje emise spojené s výrobou cementu.
Dr. Golampur zdůraznil ekologické a technické výhody tohoto procesu: „Tento přístup nejen zlepšuje mechanické vlastnosti a trvanlivost geopolymerového betonu, ale také řeší rostoucí ekologický problém tím, že zabraňuje ukládání DβS na skládky,“ uvádí se ve zprávách shromážděných Flindersovou univerzitou.
Tyto oblasti použití, které přesahují rámec pouhého opětovného využití odpadu, podporují cirkulární ekonomiku v těžebním průmyslu a stavebnictví, protože zabránění skládkování a hromadění průmyslového odpadu přímo přispívá k prevenci znečištění životního prostředí.
Specialista dodal, že recyklace DβS „představuje udržitelné řešení, které umožní snížit množství průmyslového odpadu, zabránit znečištění půdy a podzemních vod a podpořit praxi uzavřeného hospodářského cyklu v těžebním průmyslu a stavebnictví“.
Společný výzkum a vyhlídky do budoucna
Kontext výzkumu má mezinárodní a mezioborový charakter. Kromě skupiny z Flinders University se na výzkumu podíleli odborníci z Melbourne University a vědci z Vietnamu, Koreje a Alžírska.
Výsledky byly publikovány v odborných vědeckých časopisech, jako jsou „Materials and Structures“ a „Journal of Materials in Civil Engineering“, což potvrzuje význam projektu. Tým pokračuje ve studiu dalších inovativních řešení, jako je použití syntetických vláken nebo technologií 3D tisku pro optimalizaci ekologických vlastností betonu, a také zkoumá možnost využití pokročilých modelů strojového učení pro předpovídání vlastností nových ekologických materiálů.
Do budoucna plánuje Flinders University prohloubit optimalizaci složení a analýzu životního cyklu geopolymerních betonů vyvinutých s využitím DβS. Cílem je usnadnit jejich široké průmyslové zavedení a podpořit přechod k udržitelnějším a odolnějším stavebním systémům.
Podle závěru Flinders University recyklace odpadů z těžebního průmyslu, jako je DβS, snižuje dopad na životní prostředí, omezuje spotřebu zdrojů a otevírá možnosti pro výrobu betonu s vylepšenými vlastnostmi a větší přizpůsobivostí, který odpovídá moderním požadavkům stavebnictví.
