Les carottes pourraient être la clé d'un béton plus solide

Nous disons à nos enfants de manger leurs légumes pour les aider à devenir gros et forts, mais peut-on en dire autant des légumes et de nos bâtiments? Les ingénieurs de l'Université de Lancaster semblent le penser, alors qu'ils lancent un nouveau projet ingénieux visant à révolutionner le béton.

L'université travaille avec un fabricant de matériaux durables CelluComp faire des recherches sur la manière dont les mélanges de béton peuvent être renforcés et rendus plus écologiques en ajoutant des «nanoparticules» extraites des fibres des légumes-racines.

Le travail est soutenu par £ 195,000 par le financement Horizon 2020 de l'Union européenne et s'appuiera sur les résultats des premiers tests qui ont démontré que les mélanges de béton comprenant des nanoparticules de betterave ou de carotte améliorent considérablement les propriétés mécaniques du béton.

On a également constaté que ces bétons composites végétaux surpassaient tous les additifs de ciment disponibles dans le commerce, tels que le graphène et les nanotubes de carbone, et à un coût beaucoup plus faible.

Les nano-plaquettes de légumes-racines agissent à la fois pour augmenter la quantité d'hydrate de silicate de calcium - la substance principale qui contrôle la performance du béton, et pour empêcher toute fissure apparaissant dans le béton.

En augmentant la performance du béton, de plus petites quantités seront nécessaires dans la construction.

Briques de béton

L'industrie de la construction cherche de toute urgence des moyens de réduire ses émissions de carbone. La production de ciment Portland ordinaire, l’un des principaux ingrédients du béton, est très gourmande en carbone - sa production représente 8% des émissions mondiales totales de CO2. Cela devrait doubler au cours des prochaines années 30 en raison de la demande croissante.

Les études de preuve de concept ont montré que l'ajout de nano-plaquettes de légumes-racines permettait d'économiser du 40kg de ciment Portland ordinaire par mètre cube de béton, ce qui permet d'économiser 40kg de CO2 pour le même volume. Cela est dû au fait que la plus grande résistance du mélange de légumes-racines signifie que de plus petites sections de béton sont nécessaires dans les bâtiments.

Le professeur Mohamed Saafi du département d'ingénierie de l'Université de Lancaster et chercheur principal, estime que les légumes-racines en béton de légumes-racines pourraient contribuer grandement à réduire les émissions de carbone de la construction.

«Ces nouveaux nanocomposites de ciment sont fabriqués en combinant du ciment Portland ordinaire avec des nano-plaquettes extraites de résidus de légumes-racines provenant de l'industrie alimentaire.

«Les composites sont non seulement supérieurs aux produits de ciment actuels en termes de propriétés mécaniques et de microstructure, mais utilisent également de plus petites quantités de ciment. Cela réduit considérablement la consommation d'énergie et les émissions de CO2 associées à la fabrication du ciment. ”

Les composites de ciment à base végétale se sont également avérés avoir une microstructure plus dense, ce qui est important pour empêcher la corrosion et augmenter la durée de vie des matériaux.

Le projet de recherche vise également à ajouter des tôles très fines fabriquées à partir de nanoparticules végétales à des structures en béton existantes afin de renforcer leur résistance. Les chercheurs pensent que les feuilles à base de nanofibres végétales surpasseront les alternatives existantes, telles que la fibre de carbone. Cela est dû en partie au fait que les poutres en béton renforcées par les tôles pourront se plier davantage, ce qui contribuerait à détourner les forces potentiellement nuisibles.

Le projet de recherche d'une durée de deux ans étudiera la science derrière les résultats des études de preuve de concept pour mieux comprendre comment les fibres de nanoparticules végétales améliorent le mélange de béton. Les chercheurs chercheront également à optimiser les performances du béton pour aider à produire un mélange pouvant être utilisé dans l'industrie de la construction.

Cellucomp utilise déjà des fibres de légumes racines pour fabriquer des peintures plus durables.

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