Новая цементирующая смесь на основе золы сможет заменить широко использующийся в строительстве и неэкологичный в производстве портландцемент. При этом изменения в составе не повлияют на прочность смеси, уверяют авторы исследования, опубликованного в Journal of the American Ceramic Society.

Ежегодно в мире производится более 20 миллиардов тонн различных цементных смесей. При этом образуется от 5 до 10% всего углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу в мире. Самый распространенный вид этих смесей — портландцемент. Он состоит из тонко измельченных гипса и клинкера — продукта равномерного обжига однородной смеси известняка и глины определенного состава с преобладанием силикатов кальция, а также иных добавок. Температура в печах во время производства клинкера достигает 1500 0С.

Чтобы сделать производство более экологичным, ученые предложили новую бетонирующую смесь на основе так называемой летучей золы — похожего на пыль вещества, которое образуется при сжигании угля и других видов топлива и покидает место горения вместе с дымовыми газами. Это вещество загрязняет атмосферу, поэтому бо́льшую часть летучей золы улавливают фильтры. Ученые уже пробовали делать цементирующие смеси на основе этого вещества, но внедрить их в производство не было шансов, поскольку для этого нужны были дорогостоящие активаторы на основе натрия.

Чтобы найти оптимальный химический состав смеси, инженеры из Университета Райса (США) использовали метод промышленной статистики, разработанный Гэнъити Тагути в 1960-х годах. Этот метод позволили определить оптимальное для смеси соотношение между богатой кальцием летучей золой, наносиликатами, негашеной известью и активатором на основе натрия (причем этого самого дорогого компонента понадобилось менее чем 5%). Испытания показали, что использование смеси на основе летучей золы вместо портландцемента не повлияло на твердость бетона.