Урамках вартого розвитку напрямку об’єднання цілей сталого розвитку з цивільним будівництвом японські дослідники винайшли новий затверджувач ґрунту, повністю виготовлений з промислових відходів, який має властивості високоміцного в’яжучого ґрунту, але при цьому взагалі не містить цементу, що зменшує вартість та вплив на навколишнє середовище порівняно з традиційними в’яжучими матеріалами.
Ця інновація не лише відповідає стандартам інженерної продуктивності, але й вирішує дві найважливіші проблеми галузі — вуглецевий слід цементу та промислові відходи на звалищах — використовуючи будівельний пил та перероблене скло як наповнювач. Активована та термічно оброблена, отримана суміш забезпечує міцність на стиск понад 160 кН/м², що відповідає будівельним вимогам для стабілізації ґрунту під дорогами, будівлями та мостами.
«Це дослідження є значним проривом у сфері екологічно чистих будівельних матеріалів», – зазначає професор Шінья Інадзумі. «Використовуючи два продукти промислових відходів, ми розробили затверджувач ґрунту, який не лише відповідає галузевим стандартам, але й допомагає вирішити подвійну проблему будівельних відходів та викидів вуглецю».
Більш екологічний шлях до розвитку інфраструктури
Звичайний портландцемент (OPC), основний стабілізатор ґрунту в галузі, відповідає за 7–8% світових викидів вуглецю. Тим часом промислові відходи, такі як будівельний пил і скло, продовжують накопичуватися на звалищах. Інновація японської команди спрямована на вирішення обох проблем за допомогою одного матеріалу. Прорив полягає в обробці SCP за певних температур — 110°C та 200°C — для підвищення його хімічної реакційної здатності та зменшення необхідної кількості. При змішуванні з кремнеземом геополімерна суміш затвердіває ґрунт без OPC.
Інадзумі пояснює: «Сталий розвиток не може здійснюватися на шкоду екологічній безпеці. Найголовніше, що ми виявили та вирішили потенційну екологічну проблему: коли в початкових рецептурах було виявлено вилуговування миш’яку, ми продемонстрували, що додавання гідроксиду кальцію ефективно пом’якшує цю проблему». Він додає: «У розвитку міської інфраструктури наша технологія може стабілізувати слабкі ґрунти під дорогами, будівлями та мостами, не покладаючись на вуглецемісткий портландцемент». Це особливо цінно в районах із проблемними глинистими ґрунтами, де традиційні методи стабілізації є дорогими та екологічно обтяжливими.
Від реагування на надзвичайні ситуації до глобального будівництва
Окрім екологічності, новий матеріал пропонує практичні переваги. Він швидко твердне, має чудову оброблюваність і стійкий до пошкоджень від екологічних стресових факторів, таких як цикли заморожування-відтавання, сульфати та хлориди, що робить його ідеальним для екстреної стабілізації ґрунту в зонах стихійних лих, а також для довгострокової інфраструктури в суворих умовах. Для розвитку сільських районів цей матеріал можна навіть використовувати для виробництва низьковуглецевих ґрунтових блоків, подібних до тих, що вироблялися в попередніх проектах, пропонуючи альтернативу вуглецевомісткій випаленій цеглі чи бетону.