Бетон из битых бутылок. Как отходы могут спасти наши пляжи.

Источник

Битые винные бутылки и фрагменты других стеклянных изделий могут сместить песок с пьедестала почёта в бетонных конструкциях. Вы спросите «зачем?». Это сократит затраты на строительство и… сделает добычу песка не столь безоглядной, как сейчас.

Для многих из нас это может оказаться сюрпризом, но да, песок нынче в цене и – невероятно, но факт – его всё меньше.

Тут нужно пояснить, что, конечно, на планете полно пустынь, но их барханы – увы – нам без надобности. В ином случае одной Сахары хватило бы на миллионы городов. Дело в том, что песчинки этих неприветливых природных зон обкатаны и отшлифованы ветрами до почти идеально гладких форм, что делает их абсолютно непригодными в строительстве. Вот так и получилось, что на земле уже несколько лет царит настоящий дефицит песка.

Конечно, не везде – где-то больше, где-то меньше, а где-то его и вовсе нет. Например, Германии запасов хватит не на одну тысячу лет, а вот ОАЭ завозят его издалека, покупая порою за тысячи километров от дома.

Последствия бесконтрольной добычи песка стали настолько заметны, что многие страны на законодательном уровне стали ограничивать агрессивные разработки его месторождений. Разрытые берега, уничтоженные пляжи, изменённые русла рек, их невероятные разливы… Всё это столь стремительно изменяло ландшафт, что теперь в некоторых местах мира за попытку набрать мешочек вас могут крупно оштрафовать.

«Если мы ничего не предпримем для борьбы с истощением песков в глобальном масштабе, наши внуки не увидят песчаных пляжей, – говорит доктор Мехди Серати из Школы гражданского строительства в Университете Квинсленда. – За последние 20 лет стоимость песка выросла в шесть раз, и это второй по потребляемой цене натуральный продукт в мире после пресной воды».

Мало того, в электротехническом производстве – и особенно в сфере электроники – требуется песок особой чистоты и состава, что, наряду с дисбалансом месторождений подходящего сырья и государственными запретами на добычу, обусловило рождение целых кланов и криминальных монополий, занимающихся очисткой и реализацией узурпированных ресурсов.

В свете вышесказанного, изыскания в различных инженерно-технических, химических и прочих смежных научных областях, направленные на поиск решения этой довольно специфичной и неожиданной для многих проблемы, оборачиваются не причудой праздных исследователей, а вполне насущной необходимостью. Поэтому по всему миру целые НИИ заняты как разработками новых технологий строительства, так и созданием заменяющих песок материалов.

Доктор Мехди Серати говорит, что мировые запасы песка ограничены настолько, что только изрядная изобретательность и скорейшее внедрение новых решений помогут нам безболезненно преодолеть его дефицит.

На фоне этих страстей довольно забавной выглядит инициатива команды инженеров из Университета Квинсленда. Они пытаются заменить песок его же «реинкарнацией» – стеклом. Основной стержень идеи – это использование дроблёных отходов стекла (crushed waste glass – CWG) вместо песка, что не только может существенно снизить нагрузку на экосистемы в местах добычи, но и в какой-то степени обусловит активную утилизацию стеклянных отходов практически повсеместно.

Простота идеи придаёт ей некоторое легкомыслие и изящество, и на первый взгляд заставляет усомниться в её состоятельности. Однако разработчики заняты уже второй фазой проекта, да к тому же заинтересованные в результате промышленники тоже принимают участие и оказывают спонсорскую поддержку исследованию.

На данном этапе изучается перспектива замещения песка битым стеклом при работе с торкретбетонами. Эта технология представляет собой нанесение под давлением на бетонные или железобетонные поверхности слоя строительных смесей или другого, специфичного бетона. Например, торкретирование бетонами иного, чем у основной конструкции, состава используют для поддержки туннелей и подземных пространств.

Сырьё, называемое учёными по аббревиатуре – CWG, – состоит из переработанных винных бутылок и других стеклянных продуктов, обычно утилизируемых как отходы и отправляемых куда подалее на мировые свалки, где вперемешку с другим мусором образуют целые горы, убивая окружающие экосистемы.

И вот теперь учёные заявляют, что эти отходы обладают множеством преимуществ в роли потенциальной замены песка. Хорошая новость для всех, а экологи вообще ликуют.

«Это более дешёвый продукт, потому что он использует отходы одной отрасли и превращает их в сокровище для другой», – говорит доктор Серати. – Он также использует меньше воды, так как стекло имеет нулевое водопоглощение, поэтому на самом деле есть тройная выгода с точки зрения сохранения, стоимости и экономии воды».

По истечении одного года испытаний в качестве заменителя песка в торкретбетонах дроблёное стекло обещает стать экологически безопасным материалом следующего поколения.

«Мы считаем, что следующим этапом проекта будет управление комбинациями переработанного стекла и других ингредиентов для оптимизации торкретбетона для CWG, а не для песка», – делятся планами исследователи.

«И это своевременно, потому что мы находимся в самом начале туннельного бума в Австралии, – замечает доктор Серати. – Я думаю, что к 2030 году пять или шесть из десяти инфраструктурных проектов в Австралии будут прямо или косвенно связаны с туннелированием».

Ники Джексон, региональный менеджер GCP Applied Technologies по торкретбетону в Австралии и Новой Зеландии, владеющий информацией по разработкам и улучшению как соответствующих смесей и добавок, так и способов торкретирования, считает проект квинслендских коллег весьма многообещающим.

«Полученные на данный момент результаты показывают, что использование CWG в качестве замены природного песка является жизнеспособным вариантом, поскольку бетон может соответствовать, а иногда и превосходить результаты от базовой смеси», – говорит он. – Это позволило бы отрасли рассмотреть альтернативные варианты замены природного песка на жизнеспособное решение, в котором CWG может использоваться в торкретбетоне для туннелей и строительных работ».

Однако точку в исследованиях ставить ещё рано. Чтобы такие торкретбетоны можно было использовать во всех средах строительства гражданских туннелей, потребуется дальнейшее изучение новых «стеклянных» бетонов на огнестойкость и не только.

Гарри Эш, ассистент-профессор в Университете Квинсленда и доктор в инженерной австралийской компании Aurecon, считает полученные в ходе испытаний результаты значительными. На его взгляд, перспективы и возможности дроблёного стекла в технологиях изготовления бетонов и торкретирования подтверждаются.

«Замена песка переработанным стеклом – прекрасная возможность повысить устойчивость при прокладке туннелей», – говорит доктор Эш.

Эти инновационные инженерные методы позволяют обеспечить устойчивость окружающей среды.

«Продвигая модель экономики замкнутого цикла с повторным использованием и переработкой, мы сокращаем выбросы и повышаем эффективность использования природных ресурсов, – отмечает он преимущества разработки и добавляет – Одна из замечательных особенностей этой технологии заключается в том, что она может быть очень скоро реализована в крупных проектах».

И напоследок остаётся сказать, что идея этого проекта возникла в ходе исследования использования CWG для… укрепления почвы в строительной отрасли.

Что ж, да здравствуют идеи!

АРМК, по материалам Квинслендского университета.