Студенты Массачусетского технологического института укрепляют бетон, добавляя переработанный пластик

Изображения для загрузки на веб-сайте офиса новостей MIT предоставляются некоммерческим организациям, прессе и широкой публике по лицензии Creative Commons Attribution Non-Commercial No Derivatives. Вы не имеете права изменять предоставленные изображения, кроме как обрезать их до нужного размера. При воспроизведении изображений необходимо использовать кредитную линию; если оно не указано ниже, укажите авторство изображений в «MIT».

Предыдущее изображение Следующее изображение

Согласно новому исследованию, выброшенные пластиковые бутылки однажды могут быть использованы для строительства более прочных и гибких бетонных конструкций: от тротуаров и уличных ограждений до зданий и мостов.

Студенты бакалавриата Массачусетского технологического института обнаружили, что, подвергая пластиковые хлопья небольшим, безвредным дозам гамма-излучения, а затем измельчая хлопья в мелкий порошок, они могут смешивать облученный пластик с цементным тестом и летучей золой для получения бетона с содержанием до 15 процентов прочнее обычного бетона.

Бетон является вторым по распространенности материалом на планете после воды. Производство бетона генерирует около 4,5 процентов мировых выбросов углекислого газа, вызванных деятельностью человека. Таким образом, замена даже небольшой части бетона облученным пластиком может помочь уменьшить глобальный углеродный след цементной промышленности.

Повторное использование пластика в качестве добавки к бетону может также перенаправить старые бутылки из-под воды и газировки, большая часть которых в противном случае оказалась бы на свалке.

«Каждый год на свалку выбрасывается огромное количество пластика», — говорит Майкл Шорт, доцент кафедры ядерной науки и техники Массачусетского технологического института. «Наша технология вывозит пластик со свалки, закрепляет его в бетоне, а также использует меньше цемента для изготовления бетона, что приводит к меньшим выбросам углекислого газа. Это потенциально может вытягивать пластиковые отходы со свалки в здания». где это действительно могло бы помочь сделать их сильнее».

В состав команды входят Кэролайн Шефер 17 лет и старший преподаватель Массачусетского технологического института Майкл Ортега, которые инициировали исследование как групповой проект; Кунал Купваде-Патил, научный сотрудник Департамента гражданского и экологического строительства; Энн Уайт, доцент кафедры ядерной науки и техники; Орал Бюйюкозтюрк, профессор кафедры гражданского и экологического строительства; Кармен Сориано из Аргоннской национальной лаборатории; и Короткий. Новая статья опубликована в журнале Waste Management.

«Это часть наших целенаправленных усилий в нашей лаборатории по вовлечению студентов в выдающийся исследовательский опыт, связанный с инновациями в поисках новых, лучших бетонных материалов с разнообразным классом добавок различного химического состава», - говорит Бюйюкозтюрк, директор лаборатории. по инфраструктурным наукам и устойчивому развитию. «Результаты этого студенческого проекта открывают новую арену в поиске решений для устойчивой инфраструктуры».

Идея, кристаллизованная

Шефер и Ортега начали изучать возможность использования бетона, армированного пластиком, в рамках проекта 22.033 (Проект проектирования ядерных систем), в котором студентам было предложено выбрать свой собственный проект.

«Они хотели найти способы снизить выбросы углекислого газа, а не просто: «Давайте построим ядерные реакторы», — говорит Шорт. «Производство бетона является одним из крупнейших источников углекислого газа, и они задумались: «Как мы можем бороться с этим?» Они просмотрели литературу, и тогда выкристаллизовалась идея».

Студенты узнали, что другие пытались ввести пластик в цементные смеси, но пластик ослабил полученный бетон. В ходе дальнейшего исследования они обнаружили доказательства того, что воздействие доз гамма-излучения на пластик приводит к изменению кристаллической структуры материала, в результате чего пластик становится прочнее, жестче и жестче. Будет ли облучение пластика действительно способствовать укреплению бетона?