Enligt ingenjörer, rotfrukter är inte bara bra för kroppen. Deras fibrer kan också bidra till att göra betongblandningar starkare och mer miljövänliga.

Byggprojekt har en betydande inverkan på vår miljö. För att bekämpa detta, intressenter inom den akademiska och industriella sektorn har letat efter sätt att göra branschen mer miljövänlig. Det EU-finansierade projektet B-SMART kommer att bidra till dessa ansträngningar genom att fokusera på betong och de mer skyldiga av dess ingredienser:cement.

Leds av Lancaster University i Storbritannien, projektet kommer att undersöka hur nanoblodplättar utvunna ur fibrerna i rotfrukter kan göra betongblandningar mer robusta och mer miljövänliga. Än så länge, Inledande tester har visat att tillsats av nanoblodplättar från sockerbetor eller morot till dessa blandningar avsevärt förbättrar betongens mekaniska egenskaper.

Enligt ledande forskare Prof. Mohamed Saafi från Lancaster University, de nya cementnanokompositerna som utvecklats som en del av detta projekt "görs genom att kombinera vanligt Portlandcement med nanoblodplättar utvunna från rotfruktsavfall från livsmedelsindustrin."

"Kompositerna är inte bara överlägsna nuvarande cementprodukter när det gäller mekaniska egenskaper och mikrostrukturegenskaper utan använder också mindre mängder cement, " sa Prof. Saafi i en nyhet som publicerades på universitetets webbplats. "Detta minskar avsevärt både energiförbrukningen och CO2-utsläppen i samband med cementtillverkning."

En närmare titt på betongens miljöpåverkan

Betongindustrin är en av de största producenterna av CO2. Den ingrediens som till stor del är ansvarig för detta är vanlig Portlandcement, en av betongens huvudkomponenter. Mängden CO2 som släpps ut vid betongproduktion är direkt proportionell mot mängden cement som används i betongblandningen. För närvarande, för varje ton cement som tillverkas, ca 900 kg CO2 släpps ut, motsvarande nära 90 procent av de utsläpp som är förknippade med den genomsnittliga betongblandningen.

Den kolintensiva cementproduktionsprocessen står för 8 procent av de totala CO2-utsläppen världen över. Med tanke på de senaste trenderna, cementproduktionen förväntas fördubblas under de kommande 30 åren.

Hur rotfrukter hjälper

Standardbetong är gjord med vatten, ballast (grus, sten eller sand), och Portlandcement. Cement är bindemedlet som härdar och förstärker betongen. Men när de nanostora blodplättarna av rotfrukter läggs till standardbetongblandningen, mängden kalciumsilikathydrat – den produkt som gör betongen stark – ökar.

Forskarna fann att tillsatsen av nanoplättarna gjorde betongen så mycket starkare att 40 kg mindre portlandcement behövdes per kubikmeter betong. Denna minskning motsvarar 40 kg mindre CO2 för samma volym betong. En starkare rotfruktsblandning innebär följaktligen att mindre betong skulle behöva användas i byggnader, resulterar i betydande miljövinster.

Forskargruppens vegetabiliska förstärkta betong visade sig också prestera bättre än andra cementtillsatser som finns på marknaden som grafen och kolnanorör. Dessutom, de visade sig också vara mycket billigare att producera. Andra fördelar inkluderade en tätare mikrostruktur, som hjälper till att förhindra korrosion och gör att materialen håller längre.

B-SMART (Biomaterial som härrör från matavfall som en grön väg för utformning av miljövänliga, smarta och högpresterande cementbaserade kompositer för nästa generations multifunktionsbyggda infrastruktur) kommer också att undersöka möjligheten att förstärka befintliga betongkonstruktioner med mycket tunna skivor gjorda av vegetabiliska nanoplättar.