Исследователи изучают топинамбур как альтернативное сырье для цементных композитов

Цемент существовал задолго до рождения Христа — даже римляне строили с ним различные сооружения. На самом деле, вы можете утверждать, что это был один из строительных блоков успеха их цивилизации. На протяжении веков люди очищали бетон и улучшали его свойства, учитывая различные потребности и условия окружающей среды в различных регионах мира.

Можно с уверенностью назвать бетонные композиты самым новым шагом в эволюции материала. Комбинируя бетон с другими материалами, можно еще больше повысить его долговечность и даже покрыть его недостатки. Некоторые из материалов, используемых для композита, также могут быть довольно необычными: в одном исследовании даже рассматриваются частицы стебля из топинамбура (да, овоща) в качестве альтернативного сырья.

Но зачем нужны конкретные композиты? Оказывается, бетон сам по себе уже является составным. Это комбинация заполнителя, такого как песок и гравий, и пасты на основе извести в качестве связующего вещества. Эта паста обычно является портландцементом, но доступны и другие типы.
Прочность бетона неоспорима. Пантеон, построенный в 125 году нашей эры, до сих пор стоит около 2000 лет и является одним из старейших бетонных сооружений современности. Однако даже после многовекового развития бетон далек от совершенства. Современный бетон имеет несколько недостатков:

• Хотя он обладает замечательной прочностью на сжатие, его прочность на разрыв низкая;
• Хрупкий и не обладает пластичностью;
• Может содержать растворимые соли, которые со временем выцветают;
• Во время процесса отверждения он может образовывать трещины, которые могут содержать влагу и со временем снижать ее целостность.

Бетонные композиты армированы другими материалами и рассматриваются как возможные решения этих недостатков. Некоторые из популярных материалов, используемых вместе с бетоном, — это сталь, древесина, пластмасса и даже углеродное волокно. Исследователи также рассматривают более необычные, хотя и впечатляюще удобные варианты.

В исследовании, опубликованном в журнале Industrial Crops and Products, изучалось применение частиц стебля топинамбура (Helianthus tuberosus ) для армирования бетона. Для исследования исследователи изготовили и оценили цементно-стружечные плиты. Они подвергли древесно-стружечные плиты двум условиям отверждения, а также физическим и механическим характеристикам.

Они отметили, что плиты не только соответствовали механическим требованиям стандарта ISO 8335 (который определяет характеристики, а также методы испытаний, применяемых при производстве цементно-стружечных плит для строительства), но и превзошли ожидания в некоторых из испытания проведены. В частности, древесно-стружечные плиты показали меньшую толщину набухания и водопоглощение, чем значения, необходимые для соответствия стандарту.

На основании этих результатов исследователи пришли к выводу, что частицы стебля топинамбура пригодны для цементно-стружечных плит, используемых в строительстве. (Связанные: исследователи считают, что бетонные конструкции могут на самом деле уменьшить загрязнение воздуха, поглощая диоксид серы.)

Использование натуральных волокон в бетонных композитах

Натуральные волокна являются популярным вариантом из-за содержания целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина. Эти соединения считаются природными композитами, которые, как известно, способствуют долговечности и целостности материалов на растительной основе. Чтобы повысить их эффективность и адгезию к бетону, эти волокна подвергают варке целлюлозой и другим вариантам обработки волокон.
Помимо топинамбура, в качестве возможных источников материала для бетонных композитов были также испытаны следующие растения :
• Сизаль;
• Кокос;
• Бамбук;
• Банан;
• Финиковая пальма;
• Пальмовое дерево;
• Конопля;

Источник:chemistry.news