Кровельная черепица из промышленных отходов: снижение выбросов CO₂

Новая разработка австралийских ученых из RMIT University в сотрудничестве с компанией Bristile Roofing предлагает революционное решение для утилизации промышленных отходов. В ходе масштабных испытаний были успешно произведены кровельные черепицы с пониженным углеродным следом, в состав которых входят зола от сжигания угля и стеклянные отходы.

Эти инновационные материалы, прошедшие полномасштабное производство на заводе Bristile Roofing в Мельбурне, демонстрируют не только экологические, но и инженерные преимущества. Готовая черепица оказалась легче, более огнестойкой и при этом соответствовала австралийским стандартам прочности и долговечности.

Комплексная оценка жизненного цикла новых черепиц подтвердила 13%-ное снижение выбросов CO₂ по сравнению с традиционными бетонными аналогами. Как отмечает руководитель проекта от RMIT, доктор Чамила Гунасекара, основной вклад в это достигается за счет использования золы из отстойников и неочищенного переработанного стекла. Эти материалы заменяют первичные компоненты, устраняя необходимость в энергоемкой их обработке.

«Заменяя 10% цемента золой и 10% речного песка стеклянными отходами – то есть, в общей сложности 20% первичных материалов – мы не только сокращаем объем отходов, отправляемых на свалки, но и получаем улучшенный бетонный продукт с повышенной огнестойкостью, что особенно ценно для кровли в условиях австралийского климата», – поясняет доктор Гунасекара.

В Австралии ежегодно генерируется около 12 миллионов тонн угольной золы, большая часть которой хранится в крупных отстойниках. Аналогично, более 1,3 миллиона тонн стеклянных отходов также ежегодно отправляются на свалки.

Доктор Юлин Патрисия, ведущий научный сотрудник RMIT, подчеркнула, что испытания доказали возможность интеграции значительных объемов промышленных отходов без ущерба для качества и безопасности продукции. «Несмотря на более низкую реакционную способность золы из отстойников из-за длительного хранения, она остается привлекательным материалом благодаря своей доступности и вкладу в долгосрочные эксплуатационные характеристики бетона», – отметила доктор Патрисия. Исследования показали улучшенную размерную стабильность, уменьшенное растрескивание при усадке и продолжающийся набор прочности, что делает материал идеальным для долговечных неконструктивных применений.

Инженерные характеристики продукта подробно описаны в журнале Sustainable Materials and Technologies, а экологическая оценка опубликована в The International Journal of Life Cycle Assessment. В настоящее время ведутся дополнительные переговоры с местными органами власти и коммерческими партнерами для испытания черепицы в реальных условиях. «Это не просто лабораторный успех, – говорит доктор Гунасекара. – Мы готовы к промышленному масштабированию».

Перспективы применения разработки не ограничиваются кровельной черепицей. Команда RMIT также создала прототипы бетонных кирпичей, в которых используется 15% золы и 20% стеклянного песка, что составляет 35% вторичных материалов. Эти кирпичи соответствуют австралийским стандартам для несущего конструкционного бетона и огнестойкости стеновых элементов. Анализ показал, что использование этих отходов также улучшает теплоизоляцию, снижая потери тепла на 30% по сравнению с обычными цементными кирпичами.