Investigadores del Instituto de Ciencias Industriales, una parte de la Universidad de Tokio, han desarrollado un nuevo método de producción de hormigón sin cemento. Tienen partículas de arena unidas directamente mediante una simple reacción en alcohol con un catalizador. Esto puede ayudar tanto a reducir las emisiones de carbono como a construir edificios y estructuras en regiones desérticas. incluso en la Luna o Marte.

El concreto consta de dos partes:el agregado (generalmente hecho de arena y grava) y el cemento (responsable del 8% del total de CO global ₂ emisiones). A pesar de que hay una gran cantidad de arena en el mundo, la disponibilidad de arena para la producción de hormigón es bastante limitada porque las partículas de arena deben tener una distribución de tamaño específica para proporcionar fluidez al hormigón.

"En concreto, el cemento se utiliza para unir arena y grava. Algunos investigadores están investigando cómo se puede reemplazar más cemento con otros materiales, como cenizas volantes y escoria de alto horno, para reducir el CO ₂ emisiones, pero este enfoque es insostenible porque el suministro de estos materiales está disminuyendo debido a la reducción del uso de sistemas de energía térmica y al aumento del uso de acero para hornos eléctricos, "explica Yuya Sakai, autor principal. Por lo tanto, Se requiere un nuevo enfoque para producir hormigón a partir de materiales inagotables con menor carga ambiental. "Los investigadores pueden producir tetraalcoxisilano a partir de arena mediante una reacción con alcohol y un catalizador mediante la eliminación de agua, que es un subproducto de la reacción. Nuestra idea era dejar el agua para cambiar la reacción de arena a tetraalcoxisilano, y viceversa. para unir las partículas de arena entre sí ".

Los investigadores colocaron una taza hecha de lámina de cobre en un recipiente de reacción con arena y materiales, y varió sistemáticamente las condiciones de reacción, como las cantidades de arena, alcohol, Catalizador, y agente de deshidratación; la temperatura de calentamiento; y el tiempo de reacción. Encontrar la proporción correcta de arena y productos químicos fue fundamental para obtener un producto con la resistencia suficiente.

"Obtuvimos productos suficientemente fuertes con, por ejemplo, arena de sílice, Cuentas de vidrio, arena del desierto, y arena de luna simulada, ", dice el segundo autor Ahmad Farahani." Estos hallazgos pueden promover un movimiento hacia una industria de la construcción más ecológica y económica en todo el mundo. Nuestra técnica no requiere partículas de arena específicas utilizadas en la construcción convencional. Esto también ayudará a abordar los problemas del cambio climático y el desarrollo espacial ".

Adicionalmente, Es probable que el producto tenga una mejor durabilidad que el hormigón convencional porque la pasta de cemento, que es relativamente débil contra el ataque químico y exhibe grandes cambios de volumen debido a la temperatura y la humedad, no está incluido en el producto.

El trabajo será publicado en Seisan Kenkyu , Vol. 75, 2021 como "Producción de masa endurecida por unión directa de partículas de arena".