Pepeo iz maslinovog otpada pokazuje se kao obećavajuća ekološki prihvatljiva zamjena za cement

Nova studija ispitala je upotrebu pepela iz maslinovog roga kao održivu djelomičnu zamjenu za obični Portland cement u mortu. 

Budući da je proizvodnja cementa značajan čimbenik globalnih emisija ugljičnog dioksida, istraživanje ima za cilj smanjiti utjecaj industrije na okoliš.

Objavljeno u posebnom izdanju časopisa Materials, istraživanje procjenjuje kako kombiniranje pepela iz šljunka utječe na fizička, mehanička i svojstva trajnosti morta kako bi se utvrdila njegova prikladnost za široku primjenu.

Vidi također: Cigle napravljene od maslininih košpica smanjuju ugljični otisak zgrada, pokazalo je istraživanje

Pepao od maslinovih šljunka dobiva se spaljivanjem maslinovih šljunka (ostaci maslinine kožice, pulpe i košpica). Kada se usitni, nastali prah sadrži značajne količine ugljikovog dioksida, silicija i vapna. 

U usporedbi s običnim Portland cementom, njegova manja težina i sitnija veličina čestica utječu na karakteristike morta kao što su gustoća i radljivost (lakoće kojom se mort može miješati, postaviti i kompaktirati).

Uzorci morta izrađeni su zamjenom Portland cementa pepelom iz preše u postotnim dodacima od 10 % do 50 %. 

Svaka je mješavina podvrgnuta ispitivanjima prohodljivosti (sposobnost mješavine da teče i razlijeva se po površini nakon izlijevanja), čvrstoće, upijanja vode i otpornosti na cikluse smrzavanja i odmrzavanja tijekom razdoblja od sedam, 28 i 90 dana.

Istraživači su utvrdili da su radivost i fluidnost morta opadale kako su se povećavale razine pepela iz šljunke. 

Na razinama do deset posto, uzorci morta pokazali su minimalne promjene i u vlažnoj zapremini i u vremenu protoka, što ukazuje na njihovu prikladnost za praktičnu primjenu.

Na udjelima od deset do 20 posto smjese su postale teže za obradu, ali su zadržale prihvatljivo strujanje. Iznad 20 posto, brzine strujanja bile su drastično pogođene.

I ispitivanja tlačne i savojne čvrstoće dala su slične rezultate, pri čemu su smjese s udjelom do 20 posto šljunka pokazale smanjenu čvrstoću, ali su ostale unutar prihvatljivog raspona za strukturne mortove. 

Istraživači su primijetili da je čvrstoća nastavila rasti tijekom 90 dana, što je u skladu s aktivnošću pozolanskih reakcija – kemijskih procesa kojima određeni materijali, poput pepela, reagiraju s vodom i cementom kako bi stvorili veziva koja s vremenom povećavaju čvrstoću i trajnost betona.

Ispitivanja otpornosti na smrzavanje i odmrzavanje dodatno su potvrdila granicu od 20 posto za razinu pepela iz šljunke. Iznad te granice smjese su pokazale znatnu ranjivost.

Vidi također: Studija otkriva potencijal otpadnih voda iz maslinika za biopesticide

Uporaba vode, koja može dovesti do oštećenja povezanih s trajnošću i propadanja performansi, povećala se u uzorcima s razinama pepela šljunke iznad deset posto. 

Svi su uzorci pokazali maksimalnu apsorpciju od 6,92 posto, što je unutar raspona od 10 do 15 posto koji se smatra prihvatljivim za adekvatnu dugoročnu izvedbu.

Zanimljivo je da je smjesa od deset posto pokazala nešto nižu apsorpciju od kontrolne smjese običnog Portland cementa. To se pripisuje finim česticama pepela koje ispunjavaju praznine i na taj način usitnjavaju strukturu pora smjese.

Ekološka analiza usporedila je potrošnju energije i emisije ugljikovog dioksida pri proizvodnji morta od šljunčane pepeljice s kontrolnom smjesom, koja je u potpunosti izrađena od običnog Portland cementa. 

Emisije ugljičnog dioksida izračunate su na temelju proizvodnje električne energije u Alžiru, gdje je studija provedena.

Proizvodnja kontrolne mješavine potrošila je 1.000 kilovat-sati po toni (kWh/t) i emitirala 500 kilograma ugljičnog dioksida po toni (kg CO2/t). 

Nasuprot tome, proizvodnja desetpostotne mješavine s pepelnicom šljive potrošila je 953,5 kWh/t i proizvela 476,75 kg CO2/t, dok je proizvodnja dvadesetpostotne mješavine potrošila 907 kWh/t i proizvela 453,5 kg CO2/t.

Autori zaključuju da su smjese od deset i 20 posto povezane sa značajnim smanjenjem utjecaja na okoliš uz održavanje prihvatljivih mehaničkih svojstava, podržavajući njihovu kandidaturu kao ekološki prihvatljivih građevinskih materijala. 

Međutim, smatraju da je potrebna daljnja studija kako bi se ispitala dugoročna trajnost, mikrostrukturno ponašanje i performanse u stvarnim uvjetima. 

Također napominju da bi za širu primjenu bilo potrebno uključiti takve materijale u ažurirane građevinske propise i specifikacije.

---