Århundraden av byggnader, broar och andra konstruktioner har använt betong på grund av dess höga hållfasthet och enkla produktion. Ändå kommer ungefär 8 % av de globala koldioxidutsläppen från cementproduktion. Det pågår därför ansträngningar för att minimera detta enorma koldioxidavtryck. En del av dessa insatser för att minska föroreningar fokuserar på återanvändning av betongavfall. Till exempel var forskare i Japan nyligen banbrytande för högtryckskomprimering som ett enkelt sätt att återvinna betong. Ytterligare förbättringar är dock nödvändiga för att kunna utnyttja sådana produkter på bästa sätt.

Nu, i en studie som nyligen publicerades i Construction and Building Materials , har forskare från Institute of Industrial Science vid University of Tokyo experimentellt mätt förändringarna i tryckhållfasthet och finskalig struktur som induceras av värmebehandling efter sådan packning. Denna studie kommer att bidra till att förbättra egenskaperna hos återvunnen betong och förbättra byggbranschens hållbarhet.

Värmebehandling har föreslagits som ett sätt att förbättra användbarheten av högtryckskomprimering. Resultaten har dock varit blandade, allt från försämrad till förbättrad kvalitet. "Vi försökte skapa klarhet till denna debatt", förklarar Md. Ibrahim Mostazid, senior författare. "Genom att systematiskt studera vanliga värmebehandlingsförhållanden och motsvarande mikrostruktur har vi noggrant utvärderat de förbättrade egenskaperna hos den resulterande betongprodukten."

Forskarna testade blandningar av återvunnen portlandcementbetong med tillsatser av järn/stål och masugnsslagg. De testade tre vanliga värmebehandlingar efter komprimering. Värmebehandlingarna gav alla mikrostrukturella omorganisationer som resulterade i förbättrade egenskaper. Dessutom ökade inblandning av slagg betongens densitet och finskaliga homogeniteten, vilket ytterligare bidrog till förbättrade egenskaper. Till exempel, i en betongblandning ökade efterkomprimeringsautoklavering vid 180°C i 8 timmar tryckhållfastheten med>5× jämfört med ingen autoklavering. Forskarna har med andra ord utvecklat ett energieffektivt sätt att förbättra resultatet av betongåtervinning.

"Olika värmebehandlingar förbättrade betongens hållfasthet, men genom olika mekanismer", säger Mostazid. "Till exempel motsvarade autoklavering av betongen hydrogarnetproduktion, ett annat mineral än vad vi observerade efter enkla värmebehandlingar."

I framtiden kan forskare jämföra dessa data med resultaten av sina egna betongåtervinningsprogram - t.ex. ånghärdning. Därigenom kommer tester av prestandan hos återvunnen betong att ha tydliga numeriska och mikrostrukturella referenspunkter. Sådana standarder kommer att hjälpa forskare att utvärdera olika procedurer som alla är inriktade på samma miljömässiga hållbarhetsmål, och hjälpa till att minimera byggnadsindustrins koldioxidavtryck. + Utforska vidare

Återvunnen betong kan vara ett hållbart sätt att hålla spillrorna borta från deponier