Цементировать как: Цементирование обсадной колонны скважины и тампонаж — Что такое Цементирование обсадной колонны скважины и тампонаж?

Цементирование обсадной колонны скважины и тампонаж — Что такое Цементирование обсадной колонны скважины и тампонаж?

Цементирование обсадной колонны — одна из самых ответственных операций, от успешности которой зависит долговечность и дальнейшая нормальная эксплуатация скважины. 
Цементирование  — закрепление обсадной колонны на стенке ствола скважины и отсечение избыточных флюидов от попадания в ствол скважины посредством нагнетания цементного раствора по обсадной трубе и вверх по кольцевому зазору.
Это процесс закачивания тампонажного раствора в пространство между обсадной колонной и стенкой скважины.
Способ цементирования выбирают в зависимости от вида колонны, спущенной в пробуренный ствол (сплошной или хвостовика).
 

Рис 1. Схема этапов выполнения 1- циклового цементирования обсадной колонны:I — начало подачи цементного раствора в скважину, II — подача закачанной порции цементного раствора по обсадной колонне, III — начало продавки в затрубное пространство, IV — окончание продавки; 
1 — манометр,  2 — цементировочная головка, 3 — верхняя пробка,  4 — нижняя пробка,  5 — цементируемая обсадная колонна,  6 — стенки скважины,  7 — стоп-кольцо, 8 — продавочная жидкость, 9 — буровой раствор, 10 — цементный раствор.

Одноступенчатое цементирование. 
После окончания спуска сплошной эксплуатационной колонны в процессе подготовки скважины к цементированию:

• колонну обсадных труб периодически расхаживают,
• непрерывно промывают скважину для предотвращения прихвата колонны, 
• башмак ее устанавливают на 1-2 м выше забоя, 
• устье оборудуют цементировочной головкой,
• закачивают расчетный объем цементного раствора.

Прокачав расчетное количество цементного раствора, отвинчивают стопорные болты на цементировочной головке и закачивают расчетное количество продавочного бурового раствора. 

Как только заливочная (нижняя) пробка дойдет до упорного кольца — стоп, наблюдается резкий подъем давления, так называемый удар. 
Давление повышается на 4 – 5 МПа.
Под его воздействием диафрагма, перекрывающая канал в нижней пробке, разрушится.  
После разрушения диафрагмы раствору открывается путь в затрубное пространство.
Когда до окончания продавки остается 1 – 2 м³ продавочной жидкости, интенсивность подачи резко снижают. 
Закачку прекращают, как только обе пробки (верхняя и нижняя) войдут в контакт, что определяется по резкому повышению давления на цементировочной головке. 
В обсадной колонне под упорным кольцом остается некоторое количество раствора, образующего стакан высотой 15 – 20 м. 
Если колонна оснащена обратным клапаном, можно приоткрыть краны на цементировочной головке и снизить давление.
На этом процесс цементирования заканчивается. 
Краны на головке закрывают, и скважину оставляют в покое на срок, необходимый для твердения цементного раствора.
При цементировании неглубоких скважин с небольшим подъемом раствора за колонной в качестве продавочной жидкости применяют обычную воду.

Многоступенчатое цементирование
Многоступенчатое цементирование — цементирование нескольких горизонтов (интервалов) пласта за обсадной колонной скважины с использованием соединений с отверстиями.

При этом, обсадная колонна на разных уровнях оснащена дополнительными приспособлениями (заливочными муфтами), позволяющими подавать тампонажный раствор в затрубное пространство поинтервально на разной глубине. 

Распространено 2-ступенчатое цементирование — раздельное последовательное цементирование 2^х интервалов в стволе скважины (нижнего и верхнего).
 
Преимущества в сравнении с 1 — ступенчатым:

• позволяет снизить гидростатическое давление на пласт при высоких уровнях подъема цемента, 
• существенно увеличить высоту подъема цементного раствора в затрубном пространстве без значительного роста давления нагнетания; 
• уменьшить загрязнение цементного раствора от смешения его с промывочной жидкостью в затрубном пространстве; 
• избежать воздействия высоких температур на свойства цементного раствора, используемого в верхнем интервале, что позволяет эффективнее подбирать цементный раствор по условиям цементируемого интервала. 

Рис. 2 Заливочная муфта для ступенчатого цементирования: 
а — при цементировании первой ступени,  б — при цементировании второй ступени; 
1 — корпус, 2 — верхнее седло, 3 — верхняя втулка, 4 — заливочные отверстия, 5 — нижнее седло, 6 — нижняя втулка

Для проведения 2-ступенчатого цементирования в обсадной, колонне на уровне, соответствующем низу верхнего интервала, устанавливают специальную заливочную муфту (рис. 2).

Подготовку скважины аналогична 1- ступенчатому цементированию. 
После промывки скважины и установки на колонну цементировочной головки приступают к закачке 1^й порции цементного раствора, соответствующей цементируемому объему 1^й ступени. Закачав нужный объем цементного раствора, в колонну вводят верхнюю пробку 1^й ступени, которая проходит через заливочную муфту (рис. 2, а). 
Продавочной жидкостью вытесняют раствор в затрубное пространство.

После закачки объема продавочной жидкости, равного внутреннему объему обсадной колонны в интервале между заливочной муфтой и упорным кольцом, освобождают находящуюся в цементировочной головке нижнюю пробку 2

й ступени. 
По достижении заливочной муфты, пробка садится во втулку, резко понижая давление нагнетания, но под давлением смещает ее вниз, открывая сквозные отверстия в муфте (рис. 2, б). .

При использовании способа непрерывного цементирования, тампонажный раствор для цементирования второй ступени закачивают тотчас за нижней пробкой второй ступени.
2-ступенчатое цементирование с разрывом — после открытия отверстий в заливочной муфте возобновляют циркуляцию бурового раствора, а тампонажный раствор 2

й ступени подают в скважину спустя некоторое время, к примеру, после схватывания раствора 1^й порции.

Цементирование хвостовика. 
После промывки ствола скважины на устье ее устанавливают цементировочную головку, в которую вставляют верхнюю секцию разделительной заливочной пробки.
Закачивают расчетное количество цементного раствора, который продавливают буровым раствором или водой. 
Когда раствор будет продавлен в объеме, равном внутреннему объему бурильных труб, верхняя секция пробки войдет в нижнюю и перекроет отверстия кольца. 
При этом давление в бурильных трубах резко возрастет. 
Шпильки, удерживающие нижнюю секцию в переводнике, срезаются, и обе секции, как одно целое, перемещаются вниз по хвостовику до резкого подъема давления. 
После этого колонну необходимо посадить на забой, и путем вращения инструмента по часовой стрелке освободить бурильные трубы с переводником от хвостовика и вымыть излишек цементного раствора. 
Через 16-20 часов следует определить высоту подъема цемента за колонной, оборудовать устье скважины, испытать колонну на герметичность и перфорировать в интервале продуктивного пласта.
Заключительный этап процесса восстановления скважины методом зарезки и бурения 2^го ствола — испытание эксплуатационной колонны на герметичность, перфорирование отверстий против продуктивного горизонта и освоение скважины (вызов притока нефти или газа из пласта).

Тампонаж
Тампонирование (цементирование) скважин  — технологический процесс упрочнения затрубного пространства и обсадной колонны от разрушающего действия горных пород и грунтовых вод.
В процессе цементирования заданный интервал заполняется раствором вяжущих материалов (цемента), который в состоянии покоя превращается в прочный непроницаемый камень.
Используется специальный тампонажный цемент — модификацию портландце­мента с повышенными требованиями к минералогическому составу клинкера.
В состав цемента введены добавки, замедляющие его застывание. 

Технология цементирование включает 5 операций:

Цементирование скважин позволяет резко увеличить долговечность скважин и срок добычи безводной продукции.

Технология цементирования регламентируется:

При цементировании необходимо учитывать конкретные факторы:

Наиболее полное замещение промывочной жидкости происходит при турбулентном режиме — 98%, худшие показатели — при структурном режиме — 42% .

Способы повышения полноты замещения промывочной жидкости:

Принципиальная схема одноступенчатого цементирования. Как и почему изменяется давление в цементировочных насосах, участвующих в этом процессе во времени?

Ответ на вопрос: «Принципиальная схема одноступенчатого цементирования. Как и почему изменяется давление в цементировочных насосах, участвующих в этом процессе во времени?»

По этому способу после завершения подготовительных работ в колонну вводят нижнюю пробку с проходным каналом, временно перекрытым диафрагмой.

На верхний конец колонны навинчивают цементировочную головку и приступают к закачке тампонажного раствора, который тут же приготавливают в смесительной установке. Когда весь расчетный объем цементного раствора закачан в скважину, освобождают верхнюю пробку, которая до этого удерживалась в цементировочной головке шпильками.

Начиная с этого момента в обсадную колонну подают продавочную жидкость, под давлением которой верхняя пробка гонги: вниз столб цементного раствора. Вследствие своей более высокой плотности цементный раствор под собственным весом вытесняет промывочную жидкость, что отмечается по падению давления на цементировочной головке.

Как только нижняя пробка достигнет упорного кольца, давление над ней повысится и под его воздействием диафрагма, перекрывающая канал в нижней пробке, разрушится: при этом наблюдается повышение давления на 4…5 МПа. После разрушения диафрагмы раствору открывается путь в затрубное пространство.

Объем продавочной жидкости, закачанной в скважину, непрерывно контролируют.

Когда до окончания продавки остается 1…2 м³ продавочной жидкости, интенсивность подачи резко снижают. Закачку прекращают, как только обе пробки (верхняя и нижняя) войдут в контакт: этот момент отмечается по резкому повышению давления на цементировочной головке. В обсадной колонне под упорным кольцом остается некоторое количество раствора, образующего стакан высотой 15…20 м. Если колонна оснащена обратным клапаном. можно приоткрыть краны на цементировочной головке и снизить давление.

Цементирование по этому способу осуществляется в тех случаях, когда скважина не имеет осложнений. Перекрываемые пласты не поглощают раствор, высота перекрытия ствола скважины цементным раствором позволяет цементировать при однократной подаче цементного раствора.

Вопросы для подготовки к госэкзамену по специальности «Бурение нефтяных и газовых скважин»

Поделитесь с друзьями:

Тампонажные цементы и материалы — Инвестпромстрой

На сегодняшний день в строительстве широко применяются тампонажные цементы. Как и обычный портландцемент, они изготавливаются из молотого клинкера. Главным отличием же является наличие специальных добавок, которые существенно изменяют эксплуатационные характеристики материала.

Тампонажный цемент широко используется в различных сферах – от строительства до бурения нефтяных и водяных скважин. Чаще всего он применяется для изоляции скважины от грунтовых вод. В этом случае цемент смешивается с большим количеством воды (до 50 процентов от общего веса получившейся смеси) и закачивается в скважину с помощью специального насоса. Большое количество воды обеспечивает нужную подвижность раствора. Он покрывает стенки скважины и в минимальные сроки схватывается, обеспечивая прекрасную защиту.

Выпускаются тампонажные цементы как без добавок, так и со специальными добавками, которые могут увеличивать или уменьшать плотность затвердевшей массы.

Срок схватывания и набора прочности во многом зависит от влажности и температуры внутри скважины. Конечно, чем выше температура, тем быстрее схватывается и набирает прочность тампонажный цемент. Кроме того, цемент, затвердевший при высокой температуре, в итоге имеет большую прочность, чем тот, который затвердел при низкой. Также сроки схватывания могут зависеть от минерального состава добавок.

Если вы хотите приобрести тампонажный цемент и другие строительные материалы, вы всегда можете воспользоваться услугами нашей компании. «Инвестпромстрой» уже много лет известен на рынке строительных материалов. Мы производим железобетонные изделия и различные сорта портландцемента. Так как мы являемся производителем, то можем предложить клиентам не только большой ассортимент продукции, но и самые низкие цены. Причем постоянные клиенты могут рассчитывать на создание уникального для каждого партнера план закупок. Следуя ему, вы можете получить дополнительные скидки.

Также мы можем взять на себя все хлопоты, связанные с транспортировкой нашей продукции в любую точку России. Груз может быть доставлен по морю, а также автомобильным и железнодорожным транспортов – это зависит от того, насколько быстро вам необходимо получить продукцию, и какую сумму вы готовы потратить на перевозку.

При возникновении каких-то вопросов, связанных с закупкой или перевозкой, вам достаточно связаться по телефонам, указанным на сайте, с нашими представителями. Они ответят на все ваши вопросы.

Сибирская Сервисная Компания — Филиал «Управление цементирования скважин»

Принцип применения представляет собой использование данной системы как добавки к цементным растворам (т.е. создание цементного раствора, который получит упругие свойства, позволит улучшить адгезию цементного камня в зоне контакта порода-цемент-колонна), так и отдельно без цемента (создание упругой системы способной выдержать высокие механические нагрузки).

Компоненты системы:

Реагент	Назначение
СС-1	Базовый компонент, основа системы.
АМ-1	Базовый компонент, используемый для снижения вязкости при низких температурах ( и увеличения стабильности системы при температурах (> 600 С).
ОТ-1	Отвердитель системы, используется для увеличения прочности системы
УС-1	Ускоритель, используется для регулировки времени загустевания и ускорения набора прочности на сжатие.

Отличительной особенностью резино-полимерной системы Protect являются:

• Высокое сопротивление разрушению отличные упругие свойства;
• Высокие адгезионные характеристики по сравнению с цементным раствором;
• Регулируемые реологические параметры;
• Газонепроницаемость;
• Широкий диапазон предельной прочности при сжатии (до 120,0 МПа при 20% деформации).

Центр цементирования скважин

О компании

История создания предприятия уходит в далёкий 1971 год, когда на базе Полярной, Вынгапуровской, Уренгойской экспедиций глубокого бурения был создан Тампонажный цех.

С увеличением роста объемов буровых работ на севере Тюменской области 21.09.1981 на основании приказа Министерства газовой промышленности СССР в составе производственного объединения «Тюменбургаз» была организована Тампонажная контора. В 1989 г. она получила статус Тампонажного управления в составе производственного объединения по бурению «Тюменбургаз», вошедшего в Государственный газовый концерн «Газпром».

Согласно приказу РАО «Газпром» в апреле 1997 года Буровое предприятие «Тюменбургаз» реорганизовано в филиал «Тюменбургаз» ДООО «Бургаз» (в дальнейшем — ООО «Газпром бурение»).

В 2007 году на базе Тампонажного управления филиала «Тюменбургаз» образован самостоятельный филиал «Центр цементирования скважин» ООО «Газпром бурение» с присоединением к нему тампонажных цехов других филиалов буровой компании.

В 2012 году было создано Общество с ограниченной ответственностью «Центр цементирования скважин», которое начало работу в качестве самостоятельного юридического лица. В 2014 году Общество вошло в состав ООО «Национальный буровой сервис».

В 2019 году компания вошла в состав ООО «РусГазБурение».

Технологии

В технологическом портфеле компании присутствуют как традиционные цементные растворы, так и высокотехнологичные:

• облегченные цементы плотностью от 0,9:
  • повышенной прочности,
  • с микроцементами;
• гипсовые цементы для зон ММП;
• смеси, устойчивые к коррозии в условиях высокой минерализации пластовых вод;
• самовосстанавливающиеся составы.

Сложные проекты

В процессе производственной деятельности «Центр Цементирования Скважин» успешно реализовал ряд сложных проектов, а именно, цементирование:

• скважин с большими отходами;
• растворами с плотностями 2,3 и выше;
• глубоких скважин с АВПД; скважин с солевыми отложениями, рапопроявлениями, скважин с сероводородной агрессией;
• на офшорных проектах.

Помол цементов и минеральных порошков

Что такое InCEM?

Это семейство формульных химических композиций для помола цемента и других материалов, подвергаемых тонкому измельчению. Товарная форма — жидкости.
По химической природе являются активными ПАВ-ами различной химической природы.
По прикладным свойствам различают:

• интенсификаторы помола;
• улучшители качества;
• комплексные добавки;
• функциональные добавки;

Зачем нужен InCEM?

В производстве цемента InCEM применяют:

• Для снижения удельной стоимости помола или увеличения производительности помольного оборудования;
• Для увеличения прочностных характеристик цементов;
• С целью вовлечения бОльшего объема минеральных добавок при сохранении прочностных характеристик цемента;
• Для регулирования других свойств цементов: водопотребности, водоотделения и других;
• Для улучшения товарных свойств цемента: насыпная плотность, снижения слеживаемости и других;

При производстве минеральных порошков InCEM применяют:

• Для снижения стоимости помола;
• Для регулирования гидрофобных свойств порошков;

При помоле угля, доломита, извести, известняка и других минералов InCEM применяют:

• Для снижения энергозатрат на помол и увеличения производительности помольного оборудования;

Больше информации >>

Каков принцип действия InCEM?

Действие добавок в цемент разделяется на два вида:

1. Интенсификация помола;
2. Улучшение качества;

В мировой практике интенсификации помола цемента и других твердых тел, уже более 60 лет доминирует теория «адсорбционного понижения прочности твёрдых тел», сформулированная в 1928 году советским ученым Петром Александровичем Ребиндером. Положения этой теории целиком объясняют взаимодействие поверхностно-активных веществ (ПАВ) и твердых минералов в процессе помола.
А вот принципы улучшения качества цемента нельзя объединить одной теорией. Как правило, пути улучшения качества цементов — это «ноу-хау» производителя. Преимущественно, в основу принципов улучшения качества цементов заложено химическое взаимодействие добавок и минералов клинкера.
Больше информации >>

Какая дозировка InCEM?

В зависимости от целей, минералогического состава клинкера, технологических особенностей помольного оборудования и некоторых других факторов — от 120 до 500 граммов на тонну размалываемого материала.

В каких циклах помола можно применять InCEM?

• Применяется при помоле на шаровых, центробежных и валковых мельницах;
• Используется при производстве всех типов цемента, включая белый;
• Применяется при помоле минеральных порошков, используемых в пищевой промышленности;
• Применяется для обоих циклов помола — открытого и замкнутого;
• InCEM не применяется для разжижения шлама в «мокрых» циклах цементных производств.

Как вводится InCEM?

Для дозирования InCEM применяется дозирующий насос, обеспечивающий равномерность подачи раствора. InCEM подается либо в течку мельницы, либо на конвеерную ленту подачи материала.
Больше информации >>

Какова выгода от применения InCEM?

Применение InCEM приносит дополнительную прибыль в виде:

• Снижения энергозатрат на помол. Это снижение составляет до 15%;
• Увеличения производительности помольного оборудования до 20%;
• Увеличения межремонтного интервала. Замена мелющих тел и бронефутеровки мельницы требуется реже;
• Замены клинкера минеральными добавками, при неизменных показателях качества;
• Улучшения качественных показателей цемента;

Больше информации >>

Что означает классификация InCEM?

Вся продукция InCEM разделена на марки по принципу используемых сырьевых компонентов. При этом, в зависимости от соотношений основных и дополнительных компонентов все марки имеют дополнительные цифровые обозначения. Например, InCEM E1000. Цифровые коды не несут никаких прикладных признаков, а необходимы лишь для того, что бы классифицировать продукцию для внутреннего контроля.
Фактически, совокупное количество всех рецептур по состоянию на 1 января 2019 года составляет 131. За 10 лет работы все эти рецептуры разработаны для решения различных задач на заводах России и СНГ.

Почему InCEM, а не другие интенсификаторы?

• Только мы используем собственное сырье для производства InCEM. Удельный объем собственного сырья в наших рецептурах по состоянию на 1 января 2019 года составляет 91,5%;
• Опыт работы в отрасли — 10 лет;
• Рецептуры имеют высокие показатели и внедрены на заводах России, Украины, Беларуси, Казахстана, Узбекистана, Пакистана, Турции и Индии;
• Наше сырье для производства добавок в цемент используют крупнейшие мировые производители этой продукции;
• Широкий ассортимент InCEM позволяет подобрать оптимальный состав для решения задач, стоящих перед руководством цементных заводов;
• Стабильность физико-химических показателей обеспечивается выходным контролем аккредитованной лаборатории по контролю качества готовой продукции ведущего российского химического производителя;
• Собственная строительная лаборатория позволяет оптимизировать внедрение в производственный цикл.

Как внедрить InCEM?

Внедрение InCEM является первым и важным этапом работы. Порой это обусловлено разнонаправленными целями, преследуемыми производителями цемента. Для подбора оптимальной марки требуется совместная работа инженеров службы тех поддержки «Синтез ОКА» и технической службы Заказчика.
Для получения исчерпывающей информации о процессе внедрения посетите страницу «Внедрение добавок в цементы» >>

Чем гарантирована эффективность InCEM?

Наши Заказчики могут быть уверены, что получают продукцию именно того качества и эффективности, за которые они заплатили.
Производственный цикл химического производства 2-й категории опасности гарантирует неизменность технологических циклов и сырьевых компонентов. Каждая производимая партия проходит операционный контроль по всем показателям, указанным в нормативной документации. Хранение осуществляется в термостатированных емкостях при постоянной циркуляции.
Наша уверенность в качестве своей продукции позволяет нам внедрять у наших клиентов инновационные методы входного контроля качества при помощи ИК-Спектрометрии.
Ознакомьтесь с нашими предложениями >>

Влияет ли InCEM на свойства бетона?

Нет.
За годы работы проведено немало исследований для определения влияния добавок в цемент на свойства бетонных смесей. Ни одно исследование не выявило отрицательного влияния по показателям:
Защитные свойства бетона по отношению к стальной арматуре;
Влияние на образование азотсодержащих соединений в бетонных конструкциях;

Часто задаваемые вопросы о костном цементе

Что лучше – высокая, или низкая вязкость?
– Это зависит от техники цементирования: низкая, рекомендуется для ввода шприцом и заполнения длинных полостей (например, в бедре или плечевой кости), высокая вязкость, больше подходит для укладки пальцами и плоских поверхностей (например, колена).

Что лучше – ретроградное или прямое наполнение?
– Ретроградное наполнение создает меньшее давление в полости, но при большем вихревом потоке, и, как следствие, большее загрязнение цемента жиром и кровью. Прямое заполнение более ламинарное и менее загрязняющее.

Что такое «Вакуумная техника»?
– Вакуумное смешивание означает процедуру смешивания в вакууме в закрытом смешивающем устройстве, чтобы защитить медсестру от мономерных испарений. Вакуумное применение означает, что цемент вводиться посредством засасывания из дистального конца костной полости через дополнительное отверстие в бедре.

Какие факторы являются определяющими для хорошего цементирования?
– Необходимо точное соблюдение всех действий в соответствии с временной диаграммой, создание высокого давления, постепенное введение цемента и эндопротеза для получения ламинарного потока, без заколачивания молотком, постоянное удержание эндопротеза вплоть до затвердевания, охлаждение, хорошая очистка среза кости от крупиц цемента.

Какой эффект добавляет компрессионное кольцо?
– Кольцо повышает давление в костной полости, за счет этого, цемент глубже входит в спонгиозную костную ткань, и фиксация цемента в кости улучшается. В то же время, контакт цемента и эндопротеза увеличивается и микросцепление улучшается.

Какое количество цемента необходимо?
– Для замены бедра обычно достаточно 40-50 граммов для бедренной кости и около 20 граммов для вертлужной впадины, также как и для тибиального среза или плеча. Для ревизий или крупных берцовых костей необходимо около 60-80 граммов. Это также верно и для методов цементирования под высоким давлением или когда используются тонкие ножки эндопротезов, которые, как считается в настоящее время, имеют лучшие физические свойства.

Какая поверхность ножки эндопротеза лучше
– бластированная или полированная? – Сложно ответить на этот вопрос. Бластированная ножка имеет лучший первичный контакт с цементом, но может проседать, если силы слишком велики; полированный стержень проседает в цементную мантию в любом случае.

Является ли костный цемент клеем?
– Определенно нет. Он не связывается химически ни с костью, ни с кобальтовым сплавом, ни с титановым, но он крепко и сразу фиксирует имплантант, и стабилен в кости. Костный цемент играет роль буферной прослойки для передачи напряжения между имплантантом и костью, и обеспечивает распределение нагрузок по большей площади.

22 Бетонные альтернативы для проездов, столбов ограждений и фундаментов

Предпочитаете не использовать бетон в качестве строительного материала? Без проблем. Мы перечисляем множество конкретных альтернатив для всех проектов, включая проезды, тротуары, столбы ограждений, фундаменты и многое другое.

Бетон — это круто, но это не единственный вариант для защиты, строительства и мощения. Существует большое количество бетонных альтернатив для проездов, столбов ограждений и фундаментов.

Эта обширная статья разбита на 4 раздела и предлагает заменители бетона в двух подходах. В первом разделе перечислены действующие вещества, которые служат реальной альтернативой бетону. В остальных разделах перечислены другие варианты для конкретных целей (подъездные пути, пешеходные дорожки, столбы ограждений и фундаменты).

Связанный: Circular Driveways

A. Бетонные альтернативы в целом

В этом разделе перечислены вещества, которые действуют как бетон, но отличаются друг от друга.

1. Greencrete

Greencrete или Geo-Green Crete все еще находится в разработке, но он становится все более популярным материалом для создания экологичных пешеходных дорожек и проездов, которые очень похожи на бетон, и теперь вы можете поговорить с подрядчиком по бетону, чтобы узнать больше здесь.

Что это?

Geo-Green Crete или Greencrete — это новый альтернативный способ использования отходов и природных материалов в качестве низкоуглеродистой альтернативы цементу. Материал изготовлен из алюмосиликатных материалов, что упрощает переработку и производство.

Greencrete также может относиться к способу заливки вашего гаража, поскольку многие люди обращаются к перфорированным узорам, которые позволяют траве проходить сквозь узоры. Считается, что это лучше для флоры и фауны вокруг вашего дома, если использовать его в качестве проезжей части.

Плюсы

• Экологичный и экологичный способ создать идеальную подъездную дорожку.
• Высокая производительность и низкий уровень выбросов углерода.
• Имеет право на получение определенных международных углеродных кредитов.

Минусы

• Дороже, чем цемент и другие альтернативы, из-за низкой доступности Geo-Green Crete.

Ориентировочная стоимость

Geo-Green Crete или геополимерный бетон может стоить более 2000 долларов за подъездную дорожку в среднем. Если вы решите использовать узор Greencrete, вы заплатите за материалы для создания узора, в которых может использоваться цемент.

2. Мицелий

Мицелий — это тип зеленого строительного материала из биомассы, который стал популярным в последние несколько лет, поскольку архитекторы и инженеры стремятся создать более устойчивые конструкции.Хотя люди могут относиться к нему как к грибовому блоку или материалу из корней грибов, на самом деле вы можете выращивать мицелий самостоятельно, если хотите создать естественную дорожку или подъездную дорожку.

Что это?

Мицелий — это корень гриба, который можно выращивать для создания устойчивой дороги или пешеходной дорожки. Эти «грибовидные корни» создают материал для живой конструкции, который архитекторы и инженеры любят использовать в экологически чистых районах для строительства пешеходных дорожек, детских площадок и парковок. Если вы хотите строить из мицелия, просто называйте его зеленым строительным материалом из биомассы.

Плюсы

• Это часть новых усилий, направленных на то, чтобы экологизировать и вести экологически рациональный образ жизни.
• Корни грибов можно вырастить естественным путем, чтобы сделать поверхность дороги устойчивой.
• Способен к самовосстановлению.

Минусы

• Относительно новый материал, который может быть не таким твердым, как цемент.
• Может потребоваться время, чтобы вырасти.

Ориентировочная стоимость

В настоящее время цены зависят от типа материала биомассы и могут быть приобретены непосредственно через установщика.

3. Феррок и аш бетон

Феррок и пеплобетон обычно группируются вместе, потому что они оба являются побочными продуктами, из которых можно формовать кирпичи и строительные блоки. Из этого материала можно строить стены и проходы, а также черновые полы.

Что это?

Ferrock — это альтернативный компонент, в котором используются промышленные отходы, как правило, из стальной пыли, которая работает лучше, чем традиционный бетон, и может лучше впитывать, чем бетон.На самом деле Ashcrete отличается и использует летучую золу, которая является побочным продуктом сжигания угля.

Плюсы

• Экологичный и схватывается быстрее, чем обычный бетон.
• Углеродно-отрицательный материал.

Минусы

• Найти установщиков на месте может быть сложно.

Ориентировочная стоимость

Феррок и асбетон стоят от 5 до 10 долларов за кубический фут.

Более подробная информация здесь.

4. Aircrete

Aircrete может заменить бетонный цемент, но является ли он таким же прочным и экологически чистым, как некоторые другие альтернативы? Этот материал выглядит как цементные проезды и может использоваться точно так же. Блоки Aircrete, хотя и экономически эффективны и более экологичны, имеют более слабую структуру, которая может треснуть.

Что это?

Aircrete стал более популярным за последние пять лет благодаря своей рентабельности и экологичности.Вы можете использовать газобетон для стен, проездов, полов и подуровня. Высокие характеристики этого материала делают его долгосрочным и экономичным решением для любых областей, где раньше вы использовали бетон.

Плюсы

• Более экономичный, чем большинство других бетонных альтернатив.
• на 8% дешевле деревянного каркаса и СИПС.
• Огнестойкий, влагостойкий, морозостойкий.
• Экологически чистый.
• Действует как теплоизоляционный материал

Минусы

• Aircrete может больше подходить для стен, чем для проезжей части или покрытия земли.

Ориентировочная стоимость

Вам необходимо приобрести аэробетон через миксер для моющих средств и пены, или вы можете приобрести установку. Машина AirCrete обычно стоит 500 долларов. Независимые блоки могут стоить от 50 до 60 долларов.

Более подробная информация здесь.

5. Бетон

Хотите строить естественно? Hempcrete — одно из последних творений конопли. Это экологически чистый и эстетичный вид.

Что это?

Конопля изготавливается из промышленной конопли. Его также можно назвать Гемплим. Это биокомпозитный материал, который представляет собой смесь косточки и извести, включая природную гидравлическую известь, пуццоланы или песок. Он используется в различных строительных и изоляционных проектах под Canobiote, Canosmose и Hempcrete.

Плюсы

• Экологически чистый, без использования нефтехимии.
• Низкие эксплуатационные расходы в течение года.
• Огнестойкость, устойчивость к вредителям и сейсмостойкость.
• Обеспечивает водонепроницаемую изоляцию вашего дома.

Минусы

• Не имеет прочности обычного бетона.
• Может содержать растворимые соли, вызывающие выцветание.
• Может быть дороже других материалов из-за высокой стоимости конопли.

Ориентировочная стоимость

Hempcrete можно купить в мешках или поддонах. Обычно это стоит от 16 до 20 долларов.За мешок конопли, который весит 33 доллара, вы заплатите около 20,99 доллара.

Более подробная информация о пеньобетоне здесь и здесь.

B. Бетонные альтернативы проездам и пешеходным дорожкам

К счастью, существует много разных типов проездов и пешеходных дорожек. Вот список, в котором не используется бетон.

1. Гравий

Вы ищете универсальный и экономичный материал для вашего следующего проекта по укладке дорожного покрытия? Гравий может стать отличным вариантом для создания дорожек и проездов к дому.Есть множество различных типов гравия, от мрамора до глиняных пород.

Что это?

Гравий — одна из наиболее распространенных альтернатив бетону. В магазине товаров для дома можно найти несколько различных типов, которые могут заменить бетонный цемент, используемый для подъездных путей и пешеходных дорожек. К ним относятся мелкий гравий, щебень и карьерный процесс.

Плюсы гравия

• Дешевле, чем другие поверхностные материалы, и низкая стоимость установки.
• Экологичный материал, который может погрузиться в поверхность, не повредив ее.
• Прост в обслуживании, может потребоваться дополнительный гравий в снежные и дождливые месяцы.
• Очень быстро устанавливается и может быть выполнен самостоятельно.

Минусы

• Климат может удалять камни и создавать пятна.
• Возможно, вам потребуется заменить гравий, когда камни пропадают или проваливаются в землю.
• На поверхности могут образоваться дыры и зазоры.
• Гравий может испачкаться и вызвать разлет мусора.

Ориентировочная стоимость

Хотя это зависит от того, что вы строите из этого альтернативного бетона, 13 тонн гравия стоят от 1300 до 1600 долларов, что примерно соответствует сумме, необходимой для средней подъездной дороги. Однако, если у вас меньшая площадь, вам может не понадобиться столько гравия, что снизит стоимость до 300–1000 долларов. Установка обычно оплачивается рабочими за почасовую оплату. Вы можете рассчитывать заплатить 500 долларов или больше.

2. Брусчатка

Популярность дорожек для асфальтоукладчиков возросла после того, как жилищные ценности стали ориентироваться на привлекательность бордюров. Плиточный вид и разноцветный стиль подъездных дорожек создали феномен в ландшафтном дизайне и проектировании конструкций. Вы можете приобрести множество различных плиток и узоров или создать собственный дизайн асфальтоукладчика.

Узнайте обо всех типах асфальтоукладчиков здесь.

Что это?

Подъездные пути для асфальтоукладчиков не похожи на подъездные пути из бетонного или асфальтового покрытия.У них нет периода лечения. После установки он готов к использованию. Асфальтоукладчики используются для проездов в замкнутой конструкции. Их также называют цементными брусчатками, но на самом деле они сделаны из песка, заполнителя и воды.

Плюсы

• Очень приятно на вид, привлекательный внешний вид.
• Требуется небольшое обслуживание, но вам может потребоваться подрезать сорняки, которые пробиваются сквозь поверхность.
• Обычно имеет длительный срок службы, до 50 лет.

Минусы

• Имеет тенденцию к окрашиванию, как и подъездные пути из цемента, но вы можете удалить пятно.
• Может легко потрескаться в плохую погоду и из-за выступающих снизу сорняков или корней деревьев.

Ориентировочная стоимость

Обычно цементный набор для асфальтоукладчика, песок и основание для брусчатки можно найти в магазинах товаров для дома, таких как Lowe’s. Они будут различаться по стоимости, но вы обычно потратите 3000 долларов или больше на более длинную дорогу.

3. Шпалы деревянные

Древесина — экологически чистый вариант, так как ее получают из деревьев. Переработанные или новые шпалы можно положить в землю и смешать с почвой для создания непринужденного и сурового вида. Они могут превратить наши подъездные пути в старые, но надежные.

Плюсы

• Они могут быть экономичными.
• Деревянные шпалы могут сделать наш подъездной путь проницаемым с экологической и эстетической точки зрения. Проницаемая поверхность замедляется, в отличие от твердых поверхностей.
• Их естественная поверхность делает их немного более идеальными для сельской местности по сравнению с бетонными подъездными путями.
• Они не требуют особого обслуживания.
• Благодаря камням они никогда не выглядят грязными, даже если на подъездной дорожке есть листья.

Минусы

• Деревянные шпалы более восприимчивы к погодным воздействиям и паразитам.
• Огонь может атаковать их.
• Они имеют относительно короткий срок полезного использования, около 12 лет.

Их цены часто меняются в зависимости от нужного нам размера. Например, тот, который имеет размеры 200 × 100 мм × 1200 мм, стоит около 16,80 фунтов стерлингов.

4. Асфальт

Асфальт — это материал, подобный бетону, за исключением того, что в качестве клея в нем используется смола, а не цемент, который используется в бетоне. Хотя асфальт дешевле, он часто выглядит грубее из-за текстуры, запаха и черного цвета.

Что это?

Асфальт — это строительный материал, который используется для мощения дорог, проездов и пешеходных дорожек.Обычно асфальт не используется из-за его склонности к растрескиванию и разрушению. Хотя он дешевле цемента, он может не прослужить так долго, если не залить его правильно.

Плюсы

• Очень дешево по сравнению с другими альтернативами и бетоном.
• Легко ремонтировать.
• Остается нетронутым 20 и более лет.

Минусы

• Считается менее прочным, чем цемент.
• Имеет тенденцию к растрескиванию и размягчению при сильном нагревании.
• Преимущественно черного цвета.
• Может потребоваться повторная герметизация каждые 3-5 лет

Ориентировочная стоимость

Подъездные пути с асфальтовым покрытием обычно зависят от длины и размера проезжей части. Для небольших проходов он может быть другим. Асфальт нельзя использовать для строительства жилья или большинства других построек. В конечном итоге вы будете платить от 2,50 до 4 долларов за квадратный фут асфальта.

5. Смола

Эта подъездная дорожка сделана из смеси смолы и щебня.Это относительно гибкий и проницаемый раствор для мощения.

Плюсы

• Практически не требует обслуживания.
• Устойчив к растрескиванию.

Минусы

• При смешивании следует соблюдать осторожность, чтобы влага не вступила в контакт с полиуретанами.
• Это может стоить 40 фунтов стерлингов за квадратный метр. Цена может варьироваться в зависимости от совокупности, размера площади или существующего этажа.

7. Песок

Если вы никогда раньше не использовали песок, это одна из лучших экологически чистых альтернатив обычному бетону. Вы можете использовать песок для создания дорожек. Однако он может не подходить в качестве цемента или другой альтернативы для стен, вертикальных конструкций и проездов.

Что это?

Все знают, насколько легко работать с песком, но является ли это лучшей альтернативой бетону? Это зависит от типа приобретаемого вами песка. С такими продуктами, как универсальный песок Quikcrete, вы можете легко создать дорожку самостоятельно, аналогично использованию цемента для бетона.Хотя для того, чтобы засыпать и насыпать песок, требуется очень мало средств, вам может потребоваться выкопать участок и использовать его для каменных плит.

Плюсы

• Простая и быстрая установка даже без профессионала.
• Дешевле в установке, чем другие альтернативы.

Минусы

• Вам понадобится подуровень из гравия или брезента, чтобы песок оставался на месте.
• Может быть трудно поддерживать и содержать в чистоте.
• Может быть, не лучший выбор для проезжей части.

Ориентировочная стоимость

Песок или песок для сцепления можно купить по цене менее 1 доллара за единицу, поэтому обычно вы можете приобретать большие количества для создания пешеходных дорожек и других участков вокруг вашего дома, где в противном случае вам потребовался бы бетон. Однако необходимо добавить затраты на рабочую силу, если вы установите подъездную дорожку из песка.

8. Мульча

Если вы хотите спроектировать экологически чистые дорожки вокруг своего дома или на ландшафтных территориях, мульча предлагает массу преимуществ.Обладая естественной эстетикой, вы можете спроектировать деревянные дорожки, ведущие от ваших садов к патио и подъездным путям. Мульча также является одним из лучших способов предотвратить выбросы углерода, устраняя бетонные проезды.

Что это?

Хотя вы можете подумать об использовании альтернативы дереву, мульча — это очень практичный и доступный выбор, который делает привлекательную и недорогую подъездную дорожку или патио. Мульча для дерева — это один из материалов, который можно купить и разложить для создания идеальных дорожек без бетона.Это также экологически безопасно при покупке переработанных материалов для мульчи.

Плюсы

• Простая и дешевая установка.
• Мульчу можно купить по более низкой цене и распространять без профессионала.

Минусы

• Может быть разбросан легче, чем гравий, что приведет к потере проезжей части.
• Возможно, вам придется менять подъездную дорожку несколько раз в течение года, если у вас плохая погода.

Ориентировочная стоимость

Вы можете рассчитывать заплатить 27 долларов за кубический фут сосновой мульчи, но есть множество различных мульч, из которых вы можете выбирать. Есть также переработанные стили мульчи, такие как GroundSmart или Rubber Mulch.

C. Бетонные альтернативы для столбов заборов

Есть два соображения по поводу бетонных альтернатив столбам для забора. Их:

1. Для крепления столбов в земле
2. Фактический материал для столбов забора.

Большинство людей, ищущих замену бетону, ищут способы закрепить столбы в земле без использования бетона . Если вы ищете варианты материалов для столбов для забора, ознакомьтесь с нашей статьей о типах столбов для забора, в которой перечислены все типы столбов для забора.

Некоторые люди утверждают, что бетон — плохой выбор для крепления столбов забора, потому что он ускоряет гниение деревянных столбов и затрудняет замену столбов, когда они гниют. Следующие варианты решают эти две проблемы.

Ключевым моментом здесь является использование жесткой упаковки, которая закрепляет почту. Ваши варианты включают:

1. Гравий

Вы можете выкопать яму, поставить столб и затем обсыпать его гравием. Вот видео, показывающее, как это сделать.

2. Ключевые стойки

Ключницы — это крепление столба под землей перпендикулярными досками. Вот видео:

3. Фиксирующая пена

Другой вариант, помимо бетона, — это использование какой-либо крепежной пены.Это действительно круто. Вот обучающее видео:

Возьмите фиксирующую пену здесь.

Есть много вариантов столбов для забора.

D. Бетонные альтернативы для фундаментов

1. Деревянный фундамент

Традиционное дерево по-прежнему берет верх над новыми фундаментами, сделанными из стали или бетона. Древесина поступает из естественно доступных деревьев, которые очень хорошо поглощают углекислый газ. Точно так же требуется меньше энергии для переработки деревьев в древесину или древесину, которые можно использовать во время строительства.

Деревянный фундамент чаще всего встречается в светлых деревянных домах. В этом случае древесина представляет собой более дешевую альтернативу бетонному фундаменту. Если древесина обработана под давлением и покрыта химическими веществами, она может прослужить довольно долго.

Плюсы

• Может стать декоративным элементом сада.
• Это довольно просто и понятно.
• Это может быть рентабельным.

Минусы

• Это может быть непросто в обслуживании.
• Древесина подвержена гниению или заражению насекомыми.

Стоимость установки деревянного фундамента часто может варьироваться в зависимости от типа используемой древесины и количества используемой древесины. Однако, как правило, он стоит от 10 до 100 фунтов стерлингов за квадратный фут.

2. Фундамент Crawlspace

Таким образом, дом поднимается на пару футов над землей. Затем заливают фундамент и кладут блоки, которые составляют основу опоры стен дома.

Хотя строительство фундамента этого типа может быть менее затратным по сравнению со строительством цокольного этажа, часто требуется примерно одинаковое время для возведения обоих.

Плюсы

• Это облегчает нам доступ к трубопроводам, воздуховодам и проводке в нашем доме, что делает ремонт и модернизацию относительно легкими.
• Так как пространство для ползания кондиционировано, на первом этаже дома с фундаментом для ползания часто полы теплее, и мы не будем чувствовать, что он построен на бетоне.

Минусы

• Фундамент Crawlspace может поддерживать рост грибка и плесени даже при установке новых пароизоляционных материалов.
• Фундаменты Crawlspace практически не обеспечивают защиты от постоянно меняющейся погоды, например, во время шторма.

Строительство фундамента для подполья часто стоит от 4 до 7 фунтов стерлингов за каждый квадратный фут.

3. Гранитный фундамент

Гранитные камни идеально подходят для дома и веками успешно использовались в Европе. Большое количество зданий, в которых они использовались, до сих пор стоят прочно.

Плюсы

• Он прочный.
• Часто хорошо выглядит.

Минусы

• Для их надлежащей настройки требуются профессионалы.
• Их установка стоит около 5 фунтов стерлингов за квадратный фут.

4. Фундамент асфальтный

Асфальт, хотя и редко, также может использоваться при строительстве фундаментов. Асфальт либо доступен в естественных условиях, либо перерабатывается в соответствии с требованиями пользователя.

Плюсы

• Это может быть относительно удобно.

Минусы

• Это может быть дорого.
• Его установка стоит около 7 фунтов стерлингов за квадратный фут.

5. Фундамент кирпичный

Кирпичи используются в течение значительного периода времени и остаются жизнеспособным вариантом для некоторых людей. Как правило, блоки кладут над землей, чтобы сформировать фундамент.

Плюсы

Легко установить.

• Кирпичи широко доступны.

Минусы

6.Щебень

В этом случае щебень используется для уменьшения количества используемого бетона и улучшения дренажа.

Плюсы

Минусы

Установка должна выполняться профессионалами, и ее установка будет стоить вам около 4 фунтов стерлингов за квадратный фут.

Home Stratosphere Giveaways …

Enter to Win Маленькая бытовая техника

Мы раздаем все виды мелкой бытовой техники высшего качества, включая блендер Vitamix, быстрорастворимый горшок, соковыжималку, кухонный комбайн, миксер и кофеварку Keurig.

Бесплатные раскраски и книги для детей

Бесплатно скачать и распечатать.

Скачайте тысячи пользовательских раскраски и пазлов для своих детей.

Строим лучший мир с помощью зеленого цемента | Наука

Novacem планирует сначала испытать свой экспериментальный цемент (вверху: образцы блоков) в таких сооружениях, как конуры и патио. Алекс Маси

«Знаете, цемент везде», — говорит Николаос Власопулос, инженер-эколог Имперского колледжа в Лондоне, сидя в ярко освещенном конференц-зале колледжа в громадном семиэтажном здании, о котором идет речь.«Это все вокруг нас».

В прошлом году в мире было произведено 3,6 миллиарда тонн цемента — минеральной смеси, которая затвердевает в бетон при добавлении к воде, песку и другим материалам — и это количество может увеличиться на миллиард тонн к 2050 году. В глобальном масштабе это единственное вещество, которое люди используют больше чем бетон, по общему объему, составляет вода.

По словам Власопулоса, достоинства цемента

давно очевидны: он недорогой, текучий и, что несколько необъяснимо, становится твердым, как камень. Но редко признают еще одну важную деталь: цемент грязный.Не грязный, потому что в нем не снимут одежду — хотя эта проблема преследовала строителей на протяжении веков. Ключевой ингредиент — известняк, в основном карбонат кальция, останки очищенных от панциря морских существ. Рецепт изготовления цемента требует нагревания известняка, для чего требуется ископаемое топливо. А при нагревании известняк выбрасывает углекислый газ в атмосферу, где он улавливает тепло, способствуя глобальному потеплению. На производство цемента приходится 5 процентов мировых выбросов углекислого газа, производимых человеком; в Соединенных Штатах только потребление ископаемого топлива (для транспорта, электричества, химического производства и других целей) и черная металлургия выделяют больше парниковых газов.А поскольку быстро развивающиеся страны, такие как Китай и Индия, используют цемент для строительства своего подъема, грязь от цемента становится одним из главных недостатков глобализации.

Если широкая общественность не замечает огромного вклада цемента в загрязнение воздуха, то 31-летний Власопулос уже давно об этом знает. Он вырос в Патрах, греческом порту. Его отец был инженером, а мать работала в банке, а летом Власопулос жил дома из колледжа Dimokrition Panepistimion Thrakis, где он изучал экологическую инженерию, он вместе со своим дядей работал на цементном заводе.Это было случайно. Его работа заключалась в сборке оборудования для измерения уровня выбросов углекислого газа. Они были высокими; Обычно завод производит около тонны углекислого газа на каждую тонну цемента. Власопулос считал работу интересной, но не видел цемента в своем будущем. Это было скучно, было старым, грязным.

Затем один из его профессоров в Имперском колледже, где он работал над степенью магистра инженерных наук, получил финансирование на исследование нового типа цемента, производимого австралийской компанией.Профессор Кристофер Чизман убедил Власопулоса участвовать в проекте и получить степень доктора философии. «Это был шанс хорошо поработать», — сказал Власопулос в своей типично сдержанной манере.

Люди пытались построить лучший цемент практически с начала истории. Более 2000 лет назад римляне изобрели смесь извести, вулканического пепла и кусков камня, чтобы сформировать бетон, который использовался для создания гаваней, памятников и зданий — клей ранних городов, включая Пантеон и Колизей.В 1820-х годах в Лидсе, Англия, примерно в 200 милях от Имперского колледжа, каменщик по имени Джозеф Аспдин изобрел современный цемент. Аспдин разогрел смесь тонко измельченного известняка и глины на своей кухне. После того, как он добавил воды, смесь затвердела. Voilà — так родился строительный блок промышленной революции. Поскольку материал выглядел как популярный строительный камень с острова Портленд, Аспдин назвал свое изобретение портландцементом. Патент, выданный в 1824 году, был направлен на «усовершенствование способа производства искусственного камня.”

Австралийские разработчики попробовали новый рецепт, смешивая портландцемент с оксидом магния. Они надеялись сократить выбросы углерода, потому что оксид магния может заменить часть известняка, а оксид магния не нужно нагревать при такой высокой температуре. Известняк должен быть нагрет до 2600 градусов по Фаренгейту, но оксид магния может быть приготовлен для цемента при 1300 градусах, температуре, которая может быть достигнута с биомассой и другими видами топлива, которые выделяют меньше углерода, сокращая потребление ископаемого топлива.

Но Власопулос быстро обнаружил, что смесь не снижает общих выбросов углекислого газа. В некоторых тестах выбросы почти удвоились, потому что сам оксид магния образуется путем нагревания карбонатов магния, процесса, при котором выделяется диоксид углерода.

«Я помню, как чувствовал себя очень разочарованным, потому что, когда вы видите, что проект, над которым вы работаете, на самом деле не такой, как вы думали, вы теряете мотивацию», — сказал он. «Но мы чувствовали, что это очень стоящий проект, стоящая идея, поэтому мы попытались найти другой способ решения проблемы.”

В то время, когда Власопулос поднял этот вопрос, в 2004 году крупные цементные компании по всему миру искали новые способы сделать портландцемент более экологически чистым. Производители добавили побочные продукты из стали, такие как шлак; остатки угля, такие как летучая зола; и другие материалы, такие как оксид магния, для увеличения объема цементной смеси, требующие меньше портландцемента. Они экспериментировали с минеральными добавками, чтобы снизить температуру, необходимую для приготовления материалов.

Но сложно изменить продукт, химический состав которого недостаточно изучен.«На самом деле мы никогда не знали точного химического состава этого материала», — сказал Хэмлин Дженнингс, эксперт по химии цемента и глава Concrete Sustainability Hub Массачусетского технологического института, одной из нескольких академических инициатив по созданию «зеленого» цемента. «Я не думаю, что сегодня в мире существует какой-либо строительный материал, который изучен хуже, чем портландцемент».

Пока цементные компании возились с оригиналом, Власопулос пошел другим путем. «С портландцементом можно сделать так много, чтобы он стал лучше», — сказал он.»Что есть, то есть. Это материал, с которого вы начинаете. Мы должны были придумать что-то еще ». Власопулосу понравилась идея использовать оксид магния в качестве замены известняка для формирования цемента, но ему требовался другой материал, чтобы сделать его твердым. Смешивание оксида магния с водой не поможет — смесь станет густой. И ему нужно было найти источник оксида магния, который не выделял бы так много углекислого газа. Класс материала, на котором он остановился, — силикаты магния, безуглеродные соединения, полученные из талька, серпентина, оливина или других минералов.Мировые запасы этих минералов составляют около 10 000 миллиардов тонн, что является важным фактором, потому что, если у кого-то закончится мука, выпечка пирогов будет невозможна.

Власопулос не очень-то хочет объяснять, как работает его экспериментальное соединение. Его секретный соус, пожалуй, очень прибыльный секрет. Было зарегистрировано несколько патентов. Он раскроет многое: несколько лет назад он начал смешивать оксид магния с другими химическими соединениями, которые он создал, и с водой. Смесь затвердела в маленький шарик. Он принес его в офис Чизмена.«Вы могли почувствовать тепло, исходящее от этого маленького мяча, — сказал Чизмен. «Что-то явно происходило». Горели химические реакции; высвобождалась энергия. Они не особо волновались. «Я имею в виду, что мы говорим здесь о цементе — это не совсем самая сексуальная вещь в мире», — сказал Чизман. «Я не бегал по коридорам, катаясь на колесах, но это было интересно».

Химические вещества, которые Власопулос смешивает с оксидом магния и водой для затвердевания цемента, представляют собой карбонаты магния, которые он производит, добавляя диоксид углерода к другому сырью.Это означает, что цемент в некоторых сценариях не просто углеродно-нейтральный — он отрицательный. На каждую тонну произведенного цемента Власопулоса может быть поглощена одна десятая тонны углекислого газа.

В конце концов Власопулос с помощью Cheeseman основал компанию Novacem по разработке нового цемента. Фирма с более чем дюжиной сотрудников и партнерскими отношениями с некоторыми из крупнейших цементных компаний в мире расположена в бизнес-инкубаторе для начинающих высокотехнологичных компаний в Имперском колледже.В то время как некоторые другие компании на объекте являются стартапами в области наук о жизни, с микробиологическими лабораториями, полными машин для секвенирования генов и коллекциями пробирок, лаборатория Novacem представляет собой просторное предприятие, производящее громкие звуки, множество пыли и ведро за ведром с цементом. Это первый цементный завод в центре Лондона со времен римлян.

Рабочие в касках, защитных очках, масках и белых халатах работают на миниатюрной версии цементного завода, мало чем отличающейся от того, на котором Власопулос работал во время летних перерывов.

Несмотря на то, что Novacem все еще совершенствует свои процедуры, она вместе с еще пятью другими компаниями и университетскими центрами борется за создание более экологичного цемента. «Учитывая все внимание к выбросам углерода в наши дни, появилось много предпринимателей», — сказал Дженнингс из Массачусетского технологического института. «Они видят возможности». Поскольку производство цемента приносит 170 миллиардов долларов в год, туда вливаются инвестиционные деньги.

У калифорнийской компании Calera, пожалуй, самый необычный подход: она использует углекислый газ, выбрасываемый электростанцией, и смешивает его с морской водой или рассолом для создания карбонатов, которые используются для производства цемента.Их можно добавлять в портландцемент, чтобы частично или полностью заменить известняк. Calera получил 50 миллионов долларов инвестиций от Винода Хосла, компьютерного инженера, который, пожалуй, является самым уважаемым и богатым инвестором Кремниевой долины в зеленые технологии. «Мы фактически делаем наш цемент из CO2», — сказал основатель компании Брент Констанц. «Мы берем CO2, который мог бы попасть в атмосферу, и превращаем его в цемент». Технология все еще находится в разработке: демонстрационный завод в Мосс-Лендинг, Калифорния, и партнерство с китайской группой по строительству завода рядом с угольной шахтой во Внутренней Монголии, где они планируют использовать выбросы углекислого газа для производства цемента.

Calix, австралийская компания, производит цемент с использованием перегретого пара, который модифицирует частицы цемента и делает их более чистыми и химически активными. В процессе также выделяется углекислый газ, что облегчает улавливание газа и предотвращение его попадания в атмосферу.

Технологический университет Луизианы, как Novacem и Calera, полностью отказывается от известняка; в нем используется паста под названием геополимер, состоящая из летучей золы, гидроксида натрия и гидроксида калия.

«Пыль со временем уляжется, и одна из этих идей сработает», — сказал Дженнингс.

Вначале одним из самых больших скептиков Novacem была крупнейшая частная строительная компания Великобритании Laing O’Rourke. Директор, отвечающий за наблюдение за многообещающей университетской работой, Дирадж Бхардвадж узнал о продукте Novacem благодаря своим ученым связям. Он посмотрел на химию, подумал, что все проверил, и несколько лет назад поделился этой идеей с председателем, у которого было много сомнений.По его словам, цемент не может быть достаточно прочным для коммерческого использования. Нужен был известняк. Когда материал Novacem достигнет 40 мегапаскалей — абсолютного минимума прочности, необходимого для структурной стабильности, — тогда он может заинтересоваться.

Семь дней спустя небольшой кусок цемента Novacem, помещенный в тиски, попал в эту точку. Двадцать восемь дней спустя он достиг 60 мегапаскалей. Затем Бхардвадж передал результаты председателю, который сказал: «Давайте сделаем это поработать». Лайнг О’Рурк теперь является крупным партнером Novacem.Сегодня, после долгих усилий, цемент приближается к 80 мегапаскалям. Бетон из цемента Novacem сопоставим по прочности с некоторым стандартным бетоном.

Среди других партнеров Novacem — Lafarge в Париже, крупнейшего в мире производителя строительных материалов, и Rio Tinto, лондонская глобальная горнодобывающая компания, стремящаяся помочь Novacem в добыче силикатов магния.

«Цементная промышленность сейчас развивается финансово значимым и научно значимым образом», — сказал Дженнингс, имея в виду все различные экспериментальные подходы.«Мир меняется. Всем, включая все цементные компании, нужно будет быть как можно более экологичным и немного лучше заботиться о мире ».

Jennings отказался одобрить какой-либо конкретный новый цемент. «Если Novacem работает, — сказал он, — это очень привлекательная идея».

Бхардвадж более внимателен. Он сказал, что недавно пошел в свою команду инженеров. «Честно говоря, не будьте вежливы», — сказал он им. «Отложите в сторону любые вопросы об углероде. Как ты думаешь, это что-то вроде портландцемента? » Ответ удивил его: они сказали, что так лучше.Почему? Он был не только сильным, но и чисто-белым. Портландцемент слегка серый. «Вы можете добавить красок к этому цементу», — сказал Бхардвадж. «Представьте, что в вашем доме есть цементная стена любого цвета, которую вы хотите».

Цемент красивого белого цвета, как отметил Власопулос, демонстрируя прототип цементного завода своей компании. Ссылаясь на соседние лаборатории биологических наук, он сказал: «Мы громче», добавив: «Они там лечат людей; мы лечим кое-что еще ». Неповоротливая машина перед ним, в данный момент простаивающая, имеет длинные трубы, которые грохочут и лязгают, срабатывают аварийные сигналы и миксеры, которые взбивают и выплевывают ведра творения Власопулоса.

Власопулос был в приподнятом настроении, потому что накануне сделал предложение своей девушке. (Она сказала «да».) В углу комнаты находилось то, что он называл «нашим музеем». На маленьком столике лежали первые куски цемента Novacem — они были похожи на детские кубики, только более пыльные. «Это было не очень хорошо», — сказал он, держа хрупкую на вид сколотую. «Теперь мы знаем, что делаем». Завод может производить около пяти тонн цемента в год. Компания также работает над еще одним объектом, который будет производить 200 тонн в год.Если все пойдет хорошо, компания намерена лицензировать свой рецепт производителям цемента по всему миру.

Главное препятствие, которое компании еще предстоит преодолеть, — это история. Портландцемент завод . Так было всегда, с того дня 1824 года на кухне Джозефа Аспдина. «Цемент существует очень давно, — сказал Бхардвадж. «Люди этому верят. Они могут осмотреть все постройки, сохранившиеся сотни лет назад. Таким образом, для Novacem подтверждение долговечности потребует времени. Им придется действовать медленно.Если мне нужно построить мост или здание из цемента Novacem, как мне убедить людей, что это нормально? Вот в чем проблема. Никто не хочет, чтобы мост рухнул ».

На вопрос, пойдет ли он по мосту, построенному из цемента Novacem, Бхардвадж ответил: «У меня не будет проблем с этим». Но этот мост еще не построен.

Майкл Розенвальд писал о нанотехнологиях и охотниках за гриппом для Смитсоновского института . Джон Риттер живет в Пенсильвании.

Николаос Власопулос мечтает разработать новый материал, при производстве которого, в отличие от традиционного цемента, поглощает углекислого газа. В случае успеха он поможет уменьшить главный фактор изменения климата и заявит о смелом достижении в области строительных технологий.Джон Риттер Экспериментальный завод Novacem — первый цементный завод в центре Лондона со времен Римской империи. Алекс Маси Власопулос работал на цементном заводе со своим дядей, который теперь дразнит его: «Ты собираешься закрыть мой бизнес.” Алекс Маси Novacem планирует сначала испытать свой экспериментальный цемент (вверху: образцы блоков) в таких сооружениях, как конуры и патио. Алекс Маси Глобальное потепление

Производители цемента разрабатывают план по сокращению выбросов CO2

Одна из крупнейших в мире отраслей — и ведущий производитель выбросов парниковых газов — может, наконец, предпринять шаги по борьбе с изменением климата.

Всемирная цементная ассоциация недавно провела свой первый в истории глобальный форум по изменению климата, на котором лидеры отрасли и ученые обсудили стратегии сокращения выбросов углекислого газа в отрасли. Это поможет разработать план действий по борьбе с изменением климата, который АВП намеревается выпустить в сентябре, направленный на определение путей для производства низкоуглеродистого цемента.

«Глобальный форум по изменению климата ясно показал важность стимулирования инноваций, если мы хотим иметь хоть какую-то надежду на достижение парижских климатических целей», — сказал Бернар Матье, директор программы по изменению климата АВП.

В то время как отрасли всех видов изучают способы уменьшения своего углеродного следа, цементная промышленность — как бы неприглядно это ни звучало — является одной из наиболее важных сторон, желающих присоединиться к дискуссии.

Цемент — наиболее широко используемый из существующих искусственных материалов — он образует бетон при смешивании с водой и используется при строительстве всего: от зданий и мостов до дорог и тротуаров, а также всех видов другой инфраструктуры.

Но хотя цемент во многом сформировал современную застроенную среду, он также является огромным источником углекислого газа в атмосферу.По оценкам Международного энергетического агентства, на его долю в одиночку приходится около 7 процентов всех глобальных выбросов углерода. Это делает его вторым по величине промышленным эмитентом в мире, уступающим только черной металлургии.

Этой проблеме часто уделяется мало внимания общественности. Но беспокойство среди ученых растет. По некоторым оценкам, по мере роста мирового населения к 2050 году производство цемента может вырасти на целых 23 процента.И некоторые эксперты предполагают, что, если промышленность существенно не сократит свои выбросы, это может поставить под угрозу глобальные климатические цели Парижского соглашения.

В апрельском отчете МЭА и отраслевой инициативы Cement Sustainability Initiative отмечается, что отрасль в ее нынешнем виде несовместима с траекториями, которые позволили бы миру достичь целевой температуры в 2 градуса Цельсия. Достижение этой цели, говорится в отчете, «предполагает значительно большие усилия по сокращению выбросов от производителей цемента.«

Гонка за решениями

Портландцемент

— наиболее широко используемый тип цемента во всем мире и продукт, указанный во многих современных строительных нормах — был запатентован почти 200 лет назад и стал важным компонентом строительной среды. По словам Гаурава Сэнта, профессора гражданской и экологической инженерии Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, с тех пор в производственном процессе мало что изменилось.

«Произошли улучшения в эффективности процессов, но в целом это не так уж и много», — сказал он E&E News.

Это большая проблема для климата, потому что в процессе выделяется большое количество углекислого газа. Огромный углеродный след отрасли отчасти объясняется ее высокими потребностями в топливе, которые в основном удовлетворяются за счет ископаемого топлива. Но более половины его выбросов — а по некоторым оценкам, возможно, целых две трети — на самом деле происходит от самого процесса химического производства, в результате которого выделяется большое количество углекислого газа в качестве побочного продукта.

Портландцемент производится в основном из известняка, типа горной породы, состоящей в основном из химического соединения, называемого карбонатом кальция.По словам эксперта по гражданской и экологической инженерии Клэр Уайт из Принстонского университета, для производства липкого связующего цемента известняк должен быть нагрет до высоких температур — около 1500 ° C.

Сам по себе интенсивный процесс нагрева, отметила она, требует огромного количества топлива. Но это также вызывает химическое разложение известняка, оставляя соединение, называемое оксидом кальция, которое используется в конечном цементном продукте, выделяя углекислый газ в атмосферу.

Специальная формула, используемая для цемента, и тот факт, что она оставалась неизменной в течение столь долгого времени, делает отрасль необычайно сложной, когда дело доходит до борьбы с изменением климата. В комментарии, опубликованном в прошлом месяце в журнале Science , оценивались различные услуги и процессы, которые «трудно обезуглерожить». В нем отмечается, что решение проблемы цемента не имеет единого решения — для этого потребуются различные подходы, включая серьезные изменения как в используемых материалах, так и в самом производственном процессе.

В последние годы проблема привлекла внимание крупных международных организаций, некоторые из которых в настоящее время консультируют промышленность о способах сокращения выбросов углекислого газа. В апрельском отчете МЭА содержалась дорожная карта по низкоуглеродным технологиям, направленная на сокращение выбросов цементной промышленности на 24 процента к 2050 году. В отчете излагаются различные стратегии, которые могут помочь в достижении этой цели — все, от альтернативных видов топлива до технологий улавливания углерода и новых химических рецептов для сам цементный продукт.

Исследовательские группы по всему миру уже занимаются многими из этих проблем.Некоторые группы работают над химическими формулами, которые уменьшили бы количество «клинкера» — вещества, которое требует нагревания известняка, — который попадает в цемент.

Уайт, инженер из Принстона, возглавляет университетскую группу по устойчивому производству цемента, которая работает над способами полного устранения потребности в клинкере. Она отметила, что можно производить цементоподобные продукты, используя другие вещества, в том числе вторичные побочные продукты из других отраслей, такие как стальной шлак, летучая зола от угольных предприятий или определенные типы глин.Обработка этих веществ специальными химическими соединениями, известными как щелочи, «может сделать порошки реактивными, — сказал Уайт, — и мы можем сформировать аналогичные строительные блоки на молекулярном уровне по сравнению с бетоном из портландцемента».

Тем не менее, есть некоторые споры о том, сколько именно углерода связано с активированными щелочами цементами, добавила она, что иногда затрудняет сравнение с портландцементом. Это частично зависит от того, какой именно тип источников щелочи и в каком количестве используется в процессе, и как далеко должны быть отправлены материалы.По некоторым оценкам, эта практика может снизить выбросы на 40–80 процентов по сравнению с портландцементом, сказал Уайт.

Другие исследователи используют другую тактику. Сант, инженер Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, участвует в исследовательской группе, разрабатывающей продукт, который они назвали «CO2NCRETE». Этот процесс основан на «повторном использовании углерода» — использовании выбросов CO2, улавливаемых промышленной деятельностью, для производства цементоподобного и потенциально углеродно-нейтрального строительного материала. Сант говорит, что процесс CO2NCRETE уникален тем, что он позволяет использовать уловленные выбросы углерода как есть, без необходимости дополнительной обработки.

Другие эксперты отметили, что бетон естественным образом поглощает углекислый газ. Это медленный процесс, но в течение десятилетий он может поглотить значительную часть выбросов, которые он выбрасывает в атмосферу, в первую очередь в результате процесса нагрева известняка.

В статье, опубликованной в 2016 году в Nature Geoscience , говорится, что бетон в мире поглощает около 43 процентов этих первоначальных выбросов. Сэнт отметил, что есть несколько способов ускорить или усилить этот процесс поглощения — это область, на которой сосредоточена его собственная исследовательская группа.

Стивен Дэвис, специалист по земным системам из Калифорнийского университета в Ирвине — один из авторов статьи Nature Geoscience , а также комментария на прошлой неделе Science — отметил, что способность бетона к абсорбции подразумевает, что могут быть способы сделать производство цемента отрицательным для углерода.

Если бы все предприятия по производству цемента были оснащены, например, технологиями улавливания и хранения углерода, то значительный объем выбросов, производимых на месте, мог бы не попасть в атмосферу.Позже произведенный бетон будет впитывать еще больше углекислого газа, что в конечном итоге может привести к «чистому выбросу из атмосферы», — сказал он E&E News.

В то время как различные исследовательские группы фокусируются на разных подходах, технологическая дорожная карта МЭА предполагает, что достаточно быстрое сокращение выбросов для достижения глобальных климатических целей потребует множества совместных стратегий. По мнению Уайта, это, вероятно, самый удачный подход.

«Могут быть лидеры в том, что может помочь или что мы можем использовать в ближайшем будущем, но это не значит, что нам не следует искать более инновационные материалы в будущем», — сказала она.«Это не просто одна технология, на которую нам нужно обратить внимание, чтобы бороться с проблемами устойчивости, связанными с бетонной промышленностью».

Долгая дорога впереди

Несмотря на растущий интерес к исследованиям и разработкам, существуют препятствия для внедрения решений. Одна из них — отсутствие политических стимулов, чтобы убедить производителей цемента инвестировать в новые технологии.

«Что касается крупных производителей, мне не ясно, насколько это большой приоритет», — сказал Дэвис.«У меня еще нет ощущения, что они считают, что это рынок для потенциальных сбоев».

Ограничения на выбросы или системы установления цен на выбросы углерода — одни из наиболее часто обсуждаемых решений. Тем не менее, даже там, где существуют такие рамки, могут возникнуть проблемы.

В прошлом Система торговли выбросами Европейского Союза подвергалась критике за предоставление бесплатных квот на выбросы углерода крупным загрязнителям, включая производителей цемента. В недавнем отчете CDP, британской организации, которая выступает за прозрачность воздействия корпораций на окружающую среду, отмечалось, что «углеродное регулирование для этого сектора остается мягким, при этом сектор в Европе продолжает получать выгоду от бесплатных излишков квот.В отчете высказывается предположение, что цены на углерод, возможно, потребуется вырасти в три-шесть раз, чтобы стимулировать внедрение улавливания углерода и других инновационных технологий.

Есть и другие проблемы. Сант отметил, что цементная промышленность — очень консервативный сектор, и не без оснований. Строительство основной инфраструктуры, такой как здания и мосты, вызывает большие опасения по поводу безопасности и большое беспокойство по поводу внедрения новых, менее проверенных материалов.

«Поскольку мы использовали этот материал столько времени, сколько у нас есть, он вызывает большое доверие пользователей, — сказал Сант.Это могло сделать отрасль более устойчивой к инновациям, чем другие.

Государственные регулирующие органы могут быть столь же консервативными, когда дело касается строительных норм. По словам Уайта, в США, Европе и многих других развитых странах эти коды обычно основаны на химии портландцемента. Использование другого продукта для строительного проекта, вероятно, потребует одобрения соответствующего регулирующего органа, что не всегда может быть легко получить.

«В этой области ведется активная работа, чтобы попытаться предоставить информацию, необходимую организациям, занимающимся кодексами, о том, как они могли бы дополнить коды, чтобы обеспечить больше инноваций в строительных материалах», — сказала она.Это означает, что есть необходимость в новых идеях о том, как снизить выбросы в отрасли, одновременно показывая, что эти новые продукты безопасны.

В то время как интерес к исследованиям растет, в частном секторе пока наблюдается прогресс, но он может быть медленным.

В недавнем отчете

CDP была проведена оценка готовности 13 крупнейших мировых цементных компаний к переходу на низкоуглеродные технологии. Это говорит о том, что выбросы компаний сокращаются в среднем примерно на 1 процент в год.Но в нем отмечается, что этого вряд ли достаточно, чтобы идти в ногу с траекториями, соответствующими целевому показателю климата 2 ° C. В отчете также указывается, что доля инвестиций в исследования и разработки в продажах невысока по сравнению с другими отраслями.

Тем не менее, недавний форум Всемирной цементной ассоциации по изменению климата может указывать на то, что промышленность начинает настаивать на дополнительных действиях. А разнообразие подходов, которые изучают эксперты, могут облегчить дорогу.

«Вы не хотите пытаться навязать изменения в одночасье — вы хотите иметь возможность инсценировать изменения», — сказал Сант.«Вы хотите иметь возможность оценивать пути с меньшим и высоким риском, чтобы действительно создать портфель решений, а не просто тот, который подходит для конкретных вещей».

Перепечатано с сайта Climatewire с разрешения E&E News. E&E ежедневно освещает важные новости энергетики и окружающей среды на сайте www.eenews.net.

Как покрасить цементный пол, чтобы он выглядел как скала | Руководства по дому

Бетонные полы скучны, скучны и в большинстве случаев просто уродливы.Они не сочетаются с домашним декором и, как правило, портят общий вид комнаты. Пришло время нарисовать бетонный пол и превратить его в то, что можно с гордостью показать своим друзьям. Раскрасьте его морилкой, красками, краской или смешайте два из них, чтобы создать вид искусственных камней и камней. Несколько простых приемов покраски — все, что нужно, чтобы создать естественный вид пола, который дополнит практически любой интерьер.

Удалите масляные или жирные пятна обезжиривающим средством и щеткой.Удалите плесень, пролитые пятна и грязь с пола водой с мылом. Тщательно промойте пол.

Удалите с пола любую краску или герметик с помощью химического очистителя. Для чистки пола воспользуйтесь буфером для пола с салфеткой для снятия изоляции. Используйте небольшую чистящую щетку, чтобы удалить герметик или краску в углах комнаты, куда буфер не попадет.

Тщательно промойте поверхность, чтобы удалить весь очиститель, а также прочую грязь и мусор. Удалите воду и остатки герметика влажным пылесосом.Используйте скребок, чтобы ослабить прилипшие к полу комки. Подождите три дня, чтобы пол полностью высох. Ускорьте процесс, разместив в комнате вентиляторы или осушитель.

Накройте стены и любые неподвижные предметы в комнате полиэтиленовой пленкой. Приклейте пленку по краям, чтобы на предметы не попала краска или пятна.

Нанесите два слоя краски или морилки, просушивая пол между слоями в соответствии с инструкциями производителя. Это будет ваш базовый слой, отражающий цвет искусственного раствора между камнями.Подождите 24 часа, чтобы грунтовка высохла, прежде чем продолжить.

Нарисуйте мелом контуры ваших камней от руки или используйте бетонный штамп в качестве ориентира. При использовании штампа камни будут меньше, а линии затирки больше. Если это не тот вид, который вам нужен, вы сможете изменить размер камней во время покраски.

Смешайте латексную краску с морилкой для бетона в ведре. Используйте по одному ведру для каждого цвета ваших камней. Помните, что настоящие камни часто имеют более одного оттенка или цвета.В идеале у вас должно быть не менее трех оттенков; светлый, средний и темный. Ваше соотношение краски и морилки зависит от темноты желаемого цвета.

Нарисуйте камни, как вы их обрисовали, на бетон, используя самый светлый оттенок, который вы смешали. Дайте краске высохнуть.

Смешайте края камней с более темным цветом, чтобы они казались затемненными, как настоящие камни.

Используйте морскую губку, чтобы случайно нанести краску на камни, чтобы придать им трехмерный текстурированный вид.Используйте комбинацию ваших средних и самых темных оттенков, пока не добьетесь желаемого результата.

Оставьте только что окрашенные искусственные камни высохнуть на 24 часа. Избегайте любого контакта с поверхностью в это время. Если уровень влажности высокий, дайте ему высохнуть в течение 48 часов.

Нанесите один слой не желтеющего уретанового герметика для бетона. Используйте кисть, чтобы нанести герметик по краям пола и в углах, где валик не подходит. Подождите, пока он высохнет в соответствии с инструкциями производителя, затем нанесите второй слой.Оставьте пол нетронутым на семь дней, пока он полностью не высохнет.

Ссылки

Ресурсы

Биография писателя

Кристи Робинсон, проживающая в южной Вирджинии, пишет для различных веб-сайтов с 2008 года. Ее работа сосредоточена на учебных пособиях и статьях по саморазвитию. Робинсон имеет степень бакалавра наук в области уголовного правосудия Американского межконтинентального университета.

Скорлупа орехов служит топливом для цементных печей, поскольку в Калифорнии действует климатический закон

Один калифорнийский цементный завод сжигает покрышки и скорлупу фисташек в своей печи с температурой до 2700 градусов.Другой загружает пластик и ткань в свою камнеплавильную печь.

Цементная промышленность использует необычные виды топлива для сокращения выбросов парниковых газов, поскольку законодатели все чаще обращаются к производителям цемента за их огромный вклад в изменение климата.

Отрасль стоит перед самым большим испытанием в Калифорнии, которая только что приняла первый в стране закон, обязывающий производителей цемента достичь нулевых выбросов за 24 года.

«Нам нужно делать вещи таким образом, чтобы их можно было масштабировать», — сказал сенатор штата Джош Беккер (D), который представил эту меру, С.В. 596. «Это либо путем проведения политики, которую могут воспроизвести другие, либо путем создания рынков, поскольку мы являемся таким крупным государством, что снижает стоимость более чистых технологий».

Беккер сказал, что закон может «иметь глобальное влияние».

Закон входит в серию программ, призванных помочь Калифорнии достичь углеродной нейтральности к 2045 году. На федеральном уровне также есть стремление сделать цемент более экологичным.

Коалиция деловых и экологических групп лоббирует администрацию Байдена, требуя от федерального правительства покупать цемент и бетон с низким содержанием углерода.Цемент — ключевой ингредиент бетона.

Это связано с тем, что промышленность предпринимает шаги по снижению объемов выбросов. Цементный завод Martin Marietta в Реддинге, Калифорния, сжигает уголь, природный газ и нефтяной кокс, а также покрышки и скорлупу фисташек. Он также добавляет систему улавливания углерода, которую можно использовать для хранения выбросов в материалах для собственного продукта: цемента.

Цементный завод Cemex в Викторвилле, Калифорния, сжигает шины и древесную стружку вместе со смесью отходов, которые могут включать ткань и пластик.Компания изучает возможность улавливания углерода на объекте.

«Если федеральное правительство установит стандарт — стандарт« покупать чистые »для покупки низкоуглеродных продуктов — рынок будет вынужден измениться, разрабатывать, внедрять и продавать больше низкоуглеродистого цемента и бетона, что мы и хотим, — сказал Вирджилио Баррера, директор по правительственным и связям с общественностью компании LafargeHolcim, производителя цемента и бетона.

Закон Калифорнии, подписанный губернатором Гэвином Ньюсомом (D) в прошлом месяце, предписывает Совету по воздушным ресурсам штата, ключевому агентству климатической политики, разработать стратегию углеродной нейтральности в отрасли.Даже без федеральных шагов власть штата может побудить производителей цемента к более широким действиям.

«Когда мы говорим об экологической политике, иногда идет речь о Калифорнии, — сказал Баррера. «Таким образом, реакция промышленности в Калифорнии, технология, которая разрабатывается и внедряется в штате, может иметь огромные преимущества для отрасли в целом».

Насколько это возможно?

Калифорнийский совет по воздушным ресурсам должен опубликовать свой план по углеродной нейтральности цемента к лету 2023 года.Новый закон также включал среднесрочную цель по сокращению выбросов на 40 процентов ниже уровня 2019 года менее чем за семь лет.

Производство цемента во всем мире выбрасывает от 8 до 10 процентов выбросов парниковых газов, вызывающих изменение климата, сказал Гаурав Сант, директор Института углеродного менеджмента Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. Он сказал, что он используется в бетоне практически везде, указывая на дороги, мосты и здания. Сант сказал, что есть способы уменьшить использование цемента в бетоне, но не исключить его.

«Итак, когда вы думаете о том, что каждая строительная деятельность, которую мы хотим выполнить, требует этих материалов, у нас, естественно, есть стимул … как государство, но также и как общество, чтобы убедиться, что мы декарбонизируем эти сектора», — сказал Сант. .

Достижение углеродной нейтральности в цементной промышленности возможно, но сложно, — сказал Сант. Производство цемента является основным источником загрязнения из-за химического состава продукта и из-за того, как он изготовлен.

Производство цемента требует измельчения известняка и повторного объединения деталей в печи. Сам по себе этот химический процесс выделяет углекислый газ. Известняк после разложения соединяется с песком и глиной с образованием цементного клинкера. Его измельчают с гипсом в мелкий порошок, чтобы сделать цемент.

Обжиговые печи, используемые в процессе, должны иметь температуру 2700 градусов по Фаренгейту. На протяжении десятилетий это означало сжигание угля, нефтяного кокса, нефти или природного газа.

«Именно углекислый газ, выделяющийся при разложении известняка и при сгорании ископаемого топлива, придает цементу невероятную углеродоемкость», — сказал Сант. Каждая метрическая тонна произведенного цемента выделяет около тонны углекислого газа.

Альтернативные виды топлива, такие как использованные шины и сельскохозяйственные отходы, могут снизить углеродоемкость продукта на 10-15 процентов, сказал Сант.

«Это не даст вам значительных сокращений, в которых вы действительно нуждаетесь», — сказал он, добавив, что «все сокращения углеродоемкости, которых мы можем достичь, того стоят. … То, над чем вы действительно хотите работать, — это применение портфеля решений, в котором вы делаете все, большое и маленькое ».

Улавливание углерода в цементе

Разрушение известняка создает около 65 процентов общих выбросов цемента. Это означает, что улавливание углерода будет играть важную роль в достижении углеродной нейтральности в секторе, заявили представители отрасли.

Промышленность называет это «улавливанием и хранением углерода», потому что утверждает, что углерод может быть помещен в цемент. Сант является основателем CarbonBuilt, начинающей компании, занимающейся маркетинговой технологией по улавливанию выбросов углерода и их добавлению в специальную смесь для бетона. Компания сообщила, что система, разработанная в инженерной школе UCLA Samueli, сокращает выбросы более чем наполовину.

Существует технология улавливания углекислого газа прямо из дымохода завода, по трубе наружу.Затем установка может концентрировать и сжимать углерод для геологического хранения. Однако это может стоить дорого.

И поместить его в цемент сложно, потому что в настоящее время нет трубопроводов для перемещения уловленного углерода с завода туда, где он мог бы быть помещен в цемент, сказал Сант.

«Таким образом, транспортные расходы и логистика действительно становятся проблемой», — сказал Сант.

Один из вариантов — взять выбросы углерода от другого типа завода рядом с цементным заводом и поместить их в цемент, сказал Сант.Это компенсирует объем выбросов цементного завода.

Это было бы допустимо в соответствии с новым законом Калифорнии, сказал Алекс Джексон, юрист Совета по защите природных ресурсов. NRDC поддержал закон.

Закон не позволяет цементной промышленности достичь углеродной нейтральности путем инвестирования в проекты, которые сокращают выбросы углерода где-либо еще, если они не связаны с материалами, источниками энергии, процессами или транспортировкой, участвующими в производстве или использовании цемента.

Разыскиваются стимулы

Другие аспекты закона имеют потенциально широкий охват. С. 596 поручает Калифорнийскому совету по воздушным ресурсам рассмотреть, как защитить производителей в штате, включая рассмотрение «механизма пограничной корректировки выбросов углерода».

Цементная промышленность Калифорнии хочет, чтобы закон распространялся на импортный цемент. «Это будет иметь большое влияние во всем мире», — сказал Барерра из LafargeHolcim.

«Это заставит других людей вводить новшества или будет исключено из этого [калифорнийского] рынка», — сказал он.«И это, очевидно, побудит мировых производителей придумать код, если они хотят продавать на этом рынке».

По закону Калифорнии компании могут платить за производство более чистого цемента, сказал Том Титц, исполнительный директор торговой группы California Nevada Cement Association. Он поддержал окончательную версию закона.

«Мы можем достичь углеродной нейтральности только с помощью», — сказал Тиц. «Законодательная и нормативная помощь является ключевой частью достижения чистой нейтральности в нашей отрасли. У нас нет другого способа сделать это.Слишком много препятствий, слишком много затрат, чтобы сделать это в одиночку ».

Совет по воздушным ресурсам может включать финансовые стимулы, такие как стандарт низкоуглеродного цемента, аналогичный существующему государственному стандарту низкоуглеродного топлива. Он платит компаниям, производящим топливо с низким содержанием углерода.

Инвестиции в использование и хранение углерода также необходимы как в Калифорнии, так и на национальном уровне. Эти проекты дорогие.

Первая в мире полномасштабная программа улавливания углерода для производства цемента обошлась более чем в 2 миллиарда долларов, сказал Тиц.HeidelbergCement, которая строит этот проект в Норвегии, заявила, что планирует улавливать все выбросы углерода на заводе к 2030 году.

«Это дает вам представление о том, что нужно для этого, — сказал Тиц. «Есть один пример правительства, которое очень инвестировало в то, чтобы это произошло».

Barrera, совместно с LafargeHolcim, заявила, что дешевле добавить технологию улавливания углерода на существующую промышленную площадку, «от 400 миллионов долларов и выше».

Но это больше, чем потратят некоторые компании, потому что «правительство не стимулировало использование этого углерода, — сказал Баррера, — и для него не так много рынков.”

Цемент на основе дерева с высокой прочностью и многофункциональностью

Формирование и трехмерная архитектура из древесного цемента. а) Схематические изображения микромеханизмов образования древесного цемента в процессе замораживания, оттаивания и отверждения. б) Объемные визуализации XRT цемента с ледяной структурой, полученного из цементных растворов со значениями W / C 0,4 и 1,3, с показателями березовой древесины Betula schmidtii для сравнения. Поры в материалах обозначены синим цветом.FD и GD представляют направление замерзания льда и направление роста древесины соответственно. Кредит: Advanced Science, DOI: 10.1002 / advs.202000096.

Природа часто вдохновляет на создание биомиметических искусственных материалов. В новом отчете, опубликованном в журнале « Advanced Science », Фахенг Ван и группа ученых в области передовых материалов, инженерии и науки в Китае разработали новые цементные материалы на основе однонаправленной пористой архитектуры, имитирующей конструкции из натурального дерева.Полученный в результате древесный цементный материал показал более высокую прочность при одинаковой плотности, а также многофункциональные свойства для эффективной теплоизоляции, водопроницаемости и легкости регулирования водоотталкивания. Команда одновременно достигла высокой прочности и многофункциональности, что сделало древесный цемент новым многообещающим строительным материалом для деревянных конструкций с высокими характеристиками. Они представили простую процедуру изготовления для повышения эффективности при массовом производстве с приложениями, подходящими для других систем материалов.

Разработка биоинспирированных древесных материалов

Пористые материалы на основе цемента обладают низкой теплопроводностью для теплоизоляции, высокой звукопоглощающей способностью, отличной проницаемостью для воздуха и воды при сохранении небольшого веса и огнестойкости. Тем не менее, ключевой задачей по-прежнему остается достижение одновременного улучшения как механических, так и многофункциональных свойств, включая механическую поддержку, эффективную транспортировку и хорошую теплоизоляцию.Поэтому очень желательно создавать материалы с улучшенными механическими и многофункциональными свойствами, чтобы активно реализовывать принципы проектирования натурального дерева. В ходе экспериментов Wang et al. разработан древесный цемент с однонаправленной пористой структурой, сформированной методом двунаправленной обработки замораживанием. Процесс позволил сформировать мосты между составляющими конструкции, а затем команда оттаяла полностью замороженные тела, пока лед постепенно не растаял, а цемент не затвердел.Последующий процесс гидратации произвел новые минералы и гели в цементе, в том числе гидроксид кальция в форме шестиугольника, игольчатый эттрингит и гели силиката-гидрата кальция. Фазы в основном образовывались в цементных пластинах и перерастали в промежутки между ними в процессе оттаивания и отверждения для лучшей структурной целостности с улучшенными межсоединениями ламелей во время образования пористого цемента. Затем с помощью рентгеновской томографии (XRT) команда выявила образование однонаправленных микропор в цементе, покрытом льдом.

Микроструктурные характеристики древесного цемента. а) СЭМ-изображения поперечного сечения цемента с ледяной структурой, полученного из суспензий с W / C 1,3. б – г) СЭМ-изображения взаимосвязей между цементными пластинами. б) Мосты и пересечения, образованные в процессе замораживания, как показано желтыми стрелками, вместе с минеральными продуктами реакций гидратации в) гидроксида кальция и г) эттрингита. д) Схематическое изображение различных типов взаимосвязей и пор в цементе с ледяной структурой.Кружками обозначены элементы A и L для определения прочности с использованием метода эквивалентных элементов. е) Вариации общей пористости Ptotal, открытой пористости Popen и межламеллярной пористости Пинтера в цементе с W / C в исходных цементных растворах. Данные на панели (f) получены по крайней мере из трех измерений для каждого набора образцов и представлены в виде среднего значения ± стандартное отклонение. Кредит: Advanced Science, DOI: 10.1002 / advs.202000096. Понимание микроструктуры

Wang et al.использовали изображения сканирующей электронной микроскопии (СЭМ), чтобы выявить однонаправленные поры между пластинами в цементе с ледяной структурой, которые охватывают большое количество межсоединений, соединяющих ламели. Команда классифицировала взаимосвязи на три типа: (1) мосты и пересечения, образованные из-за частиц цемента, захваченных кристаллами льда в процессе замерзания, (2) гидроксид кальция шестиугольной формы и (3) игольчатый эттрингит. Последние минералы являются результатом реакций гидратации цемента во время процессов оттаивания и отверждения.Цементные ламели содержали обильные поры, образовавшиеся в процессе сушки цемента из-за обезвоживания гелей и удаления воды. Ученые классифицировали поры древесного цемента на три типа, включая (1) межламеллярные открытые поры, (2) внутриламеллярные открытые поры и (3) внутриламеллярные закрытые поры. Межламеллярная пористость в основном определяется содержанием воды, которая играет роль порообразователя.

• Механические свойства древесного цемента.a, b) Типичные кривые напряжения-деформации сжатия древесно-подобного цемента, изготовленного из суспензий с различным соотношением W / C а) без и б) с добавками SF. c, d) Вариации в c) деформации разрушения, d) плотности поглощения энергии, представленной с использованием площади под кривой напряжение-деформация до пикового напряжения, и удельной прочности (вставка на панели (d)) в зависимости от общей пористости. Ptotal. Общие изменяющиеся тенденции обозначены пунктирными кривыми для ясности. д) Зависимость прочности на сжатие от относительной плотности древесного цемента.е) Интерпретация прочности согласно подходу эквивалентных элементов с учетом различных типов пор. Данные на панелях (c) — (f) получены по крайней мере из трех измерений для каждого набора образцов и представлены в виде среднего значения ± стандартное отклонение. Кредит: Advanced Science, DOI: 10.1002 / advs.202000096.
• Многофункциональные характеристики древесного цемента. а) Изменения коэффициента теплопроводности древесного цемента в поперечном профиле в зависимости от номинальной плотности.0,4-C указывает на цемент, изготовленный из жидких растворов с В / Ц 0,4, но без обработки льда. Данные для пористых цементных материалов с произвольными ячейками также показаны для сравнения. [35, 36] б) Инфракрасные изображения цемента, изготовленного из растворов с разными значениями W / C 0,4, 0,9, 1,6 и 2,4, помещенного на нагревательную пластину. 100 ° С. в) Зависимость коэффициента водопроницаемости в вертикальном направлении от общей пористости Ptotal древесного цемента. Установка, используемая для измерения водопроницаемости, показана на вставке.г) Изображения и схематические иллюстрации, показывающие водопроницаемую и отталкивающую природу цемента до и после гидроизоляционной обработки, а также эффекты капиллярного притяжения и отталкивания внутренних поверхностей из-за гидрофильных и гидрофобных характеристик. Данные на панелях (а) и (с) получены по крайней мере из трех измерений для каждого набора образцов и представлены в виде среднего значения ± стандартное отклонение. Общие изменяющиеся тенденции обозначены пунктирными кривыми для ясности.Кредит: Advanced Science, DOI: 10.1002 / advs.202000096.

Механические и многофункциональные свойства материала

Команда получила типичные кривые напряжения-деформации сжатия древесно-подобного цемента с или без добавления паров кремния в его состав.Прочность на сжатие монотонно снижалась с увеличением соотношения вода / цемент в растворах, используемых для разработки материала, что в конечном итоге привело к увеличению пористости цемента. Поскольку деформация разрушения материала увеличивалась с увеличением общей пористости, прочность пористого твердого тела можно было определить по его пористости. Затем команда измерила коэффициент теплопроводности древесного цемента с ледяной структурой, чтобы показать уменьшение теплопроводности с увеличением пористости материала.Они также использовали инфракрасные (ИК) изображения для четкого наблюдения за прочными теплоизоляционными свойствами цементного материала с ледяной структурой. Для регулирования эффективности теплоизоляции Wang et al. регулировали твердую нагрузку в цементных растворах, увеличивая содержание воды / цемента. Полученный цементный материал впитывает воду из-за гидрофильного (водопривлекательного) характера его внутренних поверхностей. Напротив, они могут предотвратить проникновение воды в поры за счет гидроизоляции поверхностей кремнийорганическим агентом; такие усилия по гидрофобности могут даже заставить материал плавать на воде.Таким образом, способ может облегчить переключаемые применения в качестве проницаемых или водонепроницаемых конструкций, подходящих в качестве строительных материалов.

Сравнение древесного цемента с натуральным деревом и другими пористыми цементными материалами. [3-8, 31, 43, 53, 59-61] a) Прочность на сжатие и плотность для широкого диапазона пористых материалов на основе цемента, демонстрирующих относительно более высокую прочность современного древесного цемента при одинаковой плотности. LAC: легкий агрегатный контент; OPC: обычный портландцемент; ПФ: полипропиленовое волокно; ПК: портландцемент; CSA: бетонный осадок; S / C: соотношение песка и цемента по весу.б) Схематические иллюстрации стратегий проектирования натурального дерева и древесного цемента для оптимизации их механических и многофункциональных свойств, связанных с однонаправленными пористыми архитектурами. Данные по прочности и плотности современного древесного цемента на панели (а) представлены в виде среднего значения ± стандартное отклонение. Кредит: Advanced Science, DOI: 10.1002 / advs.202000096.

Перспективы древесных цементных материалов

Таким образом, Фахенг Ван и его коллеги представили технику создания ледяных шаблонов как жизнеспособный подход к созданию однонаправленных микропор для применения в керамике, полимерах, металлах и их композитах.Ученые разработали процесс обработки сублимационной сушкой, основанный на самоотвердевающем поведении цемента при контакте с реакциями гидратации. Получившаяся в результате подобная дереву цементная архитектура содержала множество пор в открытых или закрытых формах и множество соединений, соединяющих их ламели. Когда пористость увеличивалась, прочность цемента снижалась. Древесный цемент также отличался более низкой теплопроводностью и хорошей водопроницаемостью. Команда могла изменить цементный материал на водоотталкивающий или водоотталкивающий с помощью гидрофобной или гидрофильной обработки соответственно.Простая и практичная стратегия разработки материалов в сочетании с самозатвердевающей природой его составляющих может значительно улучшить временную и экономическую эффективность метода ледового темперирования для формирования устойчивого бетона с потенциалом для переноса этого метода на другие системы материалов.

---

Цемент с применением наноинженерии перспективен для герметизации газовых скважин с утечками

---

Дополнительная информация: Ван Ф.и другие. Цемент под дерево с высокой прочностью и многофункциональностью, Advanced Science , doi: doi.org/10.1002/advs.202000096

Монтейро П. и др. На пути к устойчивому бетону, Nature Materials , doi.org/10.1038/nmat4930

Рой Д. М. Новые крепкие цементные материалы: химически связанная керамика, Science , 10.1126 / science 235.4789.651

© 2021 Сеть Science X

Ссылка : Цемент на основе дерева, обладающий высокой прочностью и многофункциональностью (2021 г., 5 января) получено 18 октября 2021 г. с https: // физ.org / news / 2021-01-на основе дерева-цемент-высокопрочная-многофункциональность.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, никакие часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.

Попытка НАСА зарыться в Марс встретила 2 непреодолимых препятствия: похожая на цемент почва и неожиданный дефицит энергии.

• НАСА отказалось от своего посадочного модуля InSight «Марсианский крот» после двух лет попыток зарыться на поверхность планеты.
• Марсианский грунт оказался слишком толстым, и пыль, скапливающаяся на солнечных панелях спускаемого аппарата, заставляла робота вырабатывать все меньше и меньше энергии.
• Ни одна миссия на Марс в обозримом будущем не будет измерять температуру планеты — измерение, имеющее решающее значение для понимания истории планеты и потенциальных подземных вод.

НАСА отправило посадочный модуль InSight на Марс с амбициозной миссией: изучить глубокую внутреннюю структуру планеты. Важнейший элемент этих усилий — «крот» — потерпел неудачу, несмотря на два года попыток его спасти.

Крот — это революционный тепловой зонд, предназначенный для того, чтобы зарыться в марсианский грунт на глубину 16 футов и измерить температуру планеты. Его измерения позволили бы понять, как планета сформировалась и изменилась за последние 4,6 миллиарда лет — история, которая поможет ученым отследить марсианскую воду и, возможно, жизнь.

Но крот мало продвинулся в неожиданно толстой почве. Теперь команда InSight должна нормировать солнечную энергию посадочного модуля. НАСА объявило в четверг, что крот не сможет выкопать яму.

Крот, наполовину выскочивший из норы, 26 октября 2019 г. НАСА / Лаборатория реактивного движения-Калтех.

«Это немного личная трагедия», — сказала Insider Сью Смрекар, ведущий научный сотрудник команды InSight, которая 10 лет работала над кротом. «Все старались изо всех сил, чтобы заставить это работать. Так что я не могу просить ничего большего, чем это».

Ни одна другая марсианская миссия в обозримом будущем НАСА не сможет провести измерения внутренней температуры, для которых был разработан крот.

«Это была наша лучшая попытка получить эти данные», — добавил Смрекар.«С моей личной точки зрения это очень разочаровывающе, и с научной точки зрения это также очень значительная потеря. Так что это действительно похоже на огромное разочарование».

Неожиданный энергетический кризис

По замыслу художника, посадочный модуль НАСА InSight с его приборами размещен на поверхности Марса. Сейсмометр — это круглое устройство слева от посадочного модуля. NASA / JPL-Caltech

Команда InSight провела два года, маневрируя роботизированной рукой спускаемого аппарата, чтобы посмотреть, сможет ли она помочь кроту зарыться дальше.Зонд, сваебойный зонд длиной 16 дюймов, предназначен для использования рыхлой грязи, с которой сталкивались другие миссии на Марс. Почва обтекает внешний корпус крота и создает трение, чтобы молотить глубже.

Но в феврале 2019 года крот обнаружил, что подпрыгивает на твердом основании, называемом «дюракраст». Следующие два года были потрачены на устранение неполадок, передачу нового программного обеспечения в InSight, чтобы научить его роботизированную руку новым маневрам для помощи кроту, и с нетерпением ждать фотографий, которые могли бы показать прогресс.

«Это были огромные усилия по всем направлениям, которых мы даже не ожидали», — сказал Смрекар. «Мы думали, что собираемся пробить дыру».

Команда InSight сначала проинструктировала роботизированную руку надавить на крота, но это просто заставило ее выскочить из норы. Когда они вернули зонд в землю, год спустя, они проинструктировали руку насыпать поверх него грязь, надеясь, что это обеспечит достаточное трение, чтобы зонд мог копать глубже.

Но в прошлую субботу крот не продвинулся, сделав 500 ударов молотком.Его верхушка находилась всего на 2-3 сантиметра ниже поверхности.

К тому времени проблемы InSight усугублялись. В отличие от других мест, куда НАСА отправило марсоходы и посадочные аппараты, на открытой равнине, где находится InSight, не было сильных порывов ветра. Смрекар называет такие порывы «уборкой», поскольку они сдувают распространенную красную пыль планеты с любых роботов в этом районе. Без них солнечные панели InSight накопили значительный слой пыли.

Камера посадочного модуля InSight сделала это фото 18 июля 2020 года, на котором видна одна из его солнечных панелей, покрытая пылью.НАСА / Лаборатория реактивного движения-Калтех

В то же время времена года менялись, и в доме InSight на плоской равнине недалеко от экватора Марса становилось все холоднее. В холодную погоду InSight потребует больше энергии, чтобы оставаться работоспособным, даже если его солнечные панели поглощают меньше солнечного света, чем следовало бы.

«Мощность снижается, и поэтому мы приближаемся к периоду времени, когда, вероятно, на два или три месяца нам, вероятно, придется на некоторое время отказаться от работы с приборами и просто перейти в режим выживания, пока на Марсе становится теплее », — сказал Смрекар.

На равнине, на которой приземлился InSight, возникли проблемы, с которыми не сталкивались другие миссии на Марс.

С учетом этого нового ограничения по времени субботняя попытка забить крота была последней возможностью для крота зарыться в норку.

В течение следующих двух лет InSight по-прежнему будет отслеживать землетрясения на Марсе и собирать данные о землетрясениях с помощью своего сейсмометра. Это может дать некоторое представление о внутренней части планеты. Землетрясения на Марсе уже показали, что марсианская кора более сухая и более раздробленная, чем думали ученые, — больше похожа на Луну, чем на Землю.

Внутренняя температура планеты раскрывает ее историю

Если бы крот забился на глубину до 16 футов ниже, он бы измерял температуру на всем протяжении своей норы. Это позволило бы ученым подсчитать, сколько тепла уходит с Марса — показатель, называемый «тепловым потоком».

«Это единственное число, тепловой поток, но оно имеет разветвления для всех аспектов понимания Марса», — сказал Смрекар.

Тепло, покидающее планету, частично является теплом, оставшимся от ее образования, но оно также исходит от распадающихся радиоактивных элементов.Измерение теплового потока позволит ученым узнать, сколько радиоактивного материала находится внутри марсианской коры — внешнего слоя планеты — по сравнению с мантией под ней.

Художественное представление внутренней структуры Марса: верхнего слоя (коры), мантии и твердого внутреннего ядра. NASA / JPL-Caltech

Это покажет не только то, как материал распределялся при формировании планеты (и был ли он сделан из того же материала, что и Земля), но и как внутренняя структура планеты менялась с течением времени.

«Это восходит к пониманию ранней эволюции Марса, того периода времени, когда на поверхности было много жидкой воды», — сказал Смрекар.

Более высокая концентрация радиоактивного материала в мантии сделает этот слой более активным. Более радиоактивный материал в коре может согреть верхние слои планеты.

Тепловой поток также может указывать на то, насколько глубоко вам нужно будет пробурить Марс, чтобы сегодня достичь жидкой воды. Подземные воды на планете все еще могут содержать микробную жизнь.Будущим людям, отправляющимся на Марс, вероятно, потребуется собирать там воду.

Сейчас нет возможности измерить тепловой поток планеты в обозримом будущем.

«Я надеялся получить данные и понять, что это значит для Марса», — сказал Смрекар.

.