Бразильские исследователи разработали керамическую глину, которая легче той, что обычно используется в строительстве. В процессе производства в неё добавляют водоросли из рода Sargassum. Эти бурые водоросли получили широкое распространение в центральной части Атлантического океана. Тем не менее, в значительном количестве они выбрасываются на берега Карибского бассейна, США и северной Бразилии, что создает определенные трудности. Накопление этих водорослей на пляжах может негативно влиять на здоровье людей из-за газов, выделяющихся в процессе разложения, а также наносить ущерб туристической отрасли, рыболовству и местной флоре и фауне.
«Зачастую саргассум убирают с пляжей и утилизируют, не представляя никакой практической ценности. В связи с этим мы поставили перед собой задачу найти способ применения этого значительного объема биомассы», — отмечает Жуан Адриану Россиньоло, профессор Университета Сан-Паулу.
В ходе исследований ученые испытали возможность применения водорослей для изготовления керамической глины, используемой в строительстве с целью уменьшения массы бетона, повышения теплоизоляции в напольных покрытиях и в сфере садоводства.
В образцы саргассум добавляли в концентрациях 20 % и 40 %, а также использовали 0 % для сравнения. Полученные образцы подвергли формовке и обжигу – процессу, в ходе которого глина уплотняется под воздействием высокой температуры и приобретает твердость, – при температурах 800 °C, 900 °C и 1000 °C в обычных и микроволновых печах.
После подготовки материалов были выполнены испытания для определения водопоглощения, пористости и прочности на сжатие. Также было проведено сравнение жизненного цикла традиционного керамзита и различных составов с включением саргассума. Данный подход позволяет оценить экологический след продукта, начиная от извлечения исходных материалов и заканчивая его утилизацией.
Результаты, опубликованные в Journal of Materials in Civil Engineering, проведённые исследования демонстрируют, что включение саргассума приводит к уменьшению плотности лёгких керамических глиняных заполнителей, в особенности при концентрации в 40%. Тем не менее, требованиям по прочности соответствуют только материалы, подвергнутые спеканию в микроволновой печи, вне зависимости от температуры. С точки зрения оценки жизненного цикла, использование саргассума делает эти варианты более экологичными по сравнению с традиционной керамзитовой крошкой.
Помимо проделанной работы, команда исследовала возможность применения водорослей для изготовления композитных панелей, предназначенных для мебельной и строительной отраслей, а также для производства фиброцементной плитки. В качестве альтернативы известняку была задействована зола саргассума. «Полученные данные оказались весьма интересными: нам удалось интегрировать 30 % саргассума в состав панелей и полностью заменить известняк его золой. Итоговые характеристики материалов в полной мере отвечают установленным нормам и улучшают их прочность и эксплуатационные качества», — отметил Россиньоло.
[Фото: João Adriano Rossignolo/FZEA-USP]