Инженеры Университета Пердью выяснили, что нанокристаллы целлюлозы, полученные из промышленных побочных продуктов, повышают прочность бетона, представляя собой важную добавку для улучшения универсального строительного материала.

Нанокристаллы целлюлозы можно получить из побочных продуктов бумажной промышленности, биоэнергетики, сельского хозяйства.

Микрофибриллы, лежащие в их основе, помогают растениям и деревьям иметь высокую прочность, малый вес и устойчивость.

Теперь исследователи показали, что

нанокристаллы целлюлозы способны увеличить предел прочности бетона на разрыв на 30 процентов.

По мнению инженеров, этот доступный материал может быть использован для создания нового класса биоматериалов с широкими приложениями, таких как укрепление строительных материалов и автомобильных компонентов. Один из разработчиков Pablo Zavattieri:

«Этот возобновляемый материал, в изобилии находится в некачественной целлюлозе, сырья уже использованного в различных промышленных процессах».

Одним из факторов, ограничивающих прочность и долговечность бетона, в том, что не все частицы цемента гидратируют после смешивания, в результате чего появляются поры и дефекты, которые снижают прочность и долговечность.

« В сущности, мы не используем 100 процентов цемента», сказал Zavattieri.

Ученые нашли, что нанокристаллы целлюлозы увеличивают гидратацию бетонной смеси, что позволяет больше его вылечить, потенциально изменяя и укрепляя структуру бетона.

Эти наночастицы имеют примерно от 3 до 20 нм в ширину и 50–500 нанометров в длину. Инженеры использовали несколько аналитических методов и визуализацию в ходе экспериментов.

Поскольку химические реакции в твердении бетона являются экзотермическими, в некоторых из испытаний измерили количество выделяемой теплоты, что указывает на увеличение гидратации бетона. Исследователи также предположили точное местоположение нанокристаллов в цементной матрице и узнали, как они взаимодействуют с частицами цемента в затвердевшем бетоне.

Если бетон используется для создания стен и основания дома, то другой классический стройматериал, нужен на заключительных стадиях возведения здания. Разновидность и размер шифера, выбранные правильно, и с учетом всех нюансов, обеспечат надежное укрытие от осадков.