Forskare har visat hur en biprodukt från ståltillverkning kan användas för att både behandla avloppsvatten och göra starkare betong, i en noll-avfallsstrategi för att bidra till att främja den cirkulära ekonomin.

Produceras under separation av smält stål från föroreningar, stålslagg används ofta som ett ersättningsmaterial för ballast vid tillverkning av betong.

Stålslagg kan också användas för att absorbera föroreningar som fosfat, magnesium, järn, kalcium, kiseldioxid och aluminium i avloppsvattenbehandlingsprocessen, men förlorar sin effektivitet med tiden.

Ingenjörsforskare vid RMIT University undersökte om slagg som använts för att behandla avloppsvatten sedan kunde återvinnas som ett ballastmaterial för betong.

Betongen gjord med efterbehandlad stålslagg var cirka 17 % starkare än betong gjord med konventionella ballast, och 8 % starkare än rå stålslagg.

Vatteningenjören Dr. Biplob Pramanik sa att studien var den första som undersökte potentiella tillämpningar för "avloppsförstärkt" slagg i byggmaterial.

"Den globala ståltillverkningsindustrin producerar över 130 miljoner ton stålslagg varje år, " sa Pramanik.

"Mycket av denna biprodukt går redan till betong, men vi missar möjligheten att ta bort de fulla fördelarna med detta material.

"Att göra starkare betong kan vara så enkelt som att förbättra stålslaggen genom att först använda den för att behandla vårt avloppsvatten.

"Medan det finns tekniska utmaningar att övervinna, vi hoppas att denna forskning tar oss ett steg närmare det slutliga målet med en integrerad, ingen slöseri med alla våra råvaror och biprodukter."

I studien, civil- och vattenteknikforskare fann att slaggens kemiska egenskaper förbättras genom rening av avloppsvatten, så den presterade bättre när den användes i betong.

"De saker som vi vill ta bort från vatten är faktiskt fördelaktiga när det kommer till betong, så det är en perfekt match, " sa Pramanik.

Civilingenjör Dr. Rajeev Roychand sa att den första studien var lovande men ytterligare forskning behövdes för att implementera tillvägagångssättet i en större skala, inklusive att undersöka de långsiktiga mekaniska och hållbarhetsegenskaperna hos förstärkt slagg.

"Stålslagg är för närvarande inte i utbredd användning inom avloppsvattenreningsindustrin - bara en anläggning baserad i Nya Zeeland använder denna biprodukt i sin reningsmetod, " han sa.

"Men det finns en stor potential här för tre industrier att arbeta tillsammans - ståltillverkning, avloppsvattenrening och konstruktion – och skörda maximal nytta av denna biprodukt."

Studien, "Återvinning av stålslagg från kommunala avloppsreningsverk till konkreta tillämpningar – ett steg mot cirkulär ekonomi, " med RMIT School of Engineerings medförfattare professor Sujeeva Setunge och professor Kevin Zhang, publiceras i Resurser, Bevarande och återvinning .