The influence of carbon dioxide on the formation of new structures of inorganic binding building materials
Abstract
This article analyses innovative materials, such as carbon-negative concrete and self-healing concrete, which are able to absorb CO2 and improve the performance of structures. Carbonisation methods with the addition of lime dust are discussed, which improve the physical and mechanical properties of concrete and the efficiency of recycled materials. The necessity of transition of the construction industry to more sustainable technologies is emphasised, which will help to reduce the negative impact on the climate and open new horizons for green construction.
About the Authors
E. V. Muruzina
Naberezhnye Chelny Institute of the Kazan (Volga Region) Federal University
Russian Federation
Russian Federation
PhD (technical sciences), associate professor
A. A. Myasnikova
Naberezhnye Chelny Institute of the Kazan (Volga Region) Federal University
Russian Federation
Russian Federation
Student
N. V. Miftakhova
Naberezhnye Chelny Institute of the Kazan (Volga Region) Federal University
Russian Federation
Russian Federation
Student
References
1. Организация Объединенных Наций. ООН: уровень выбросов в строительном секторе продолжает расти // Организация Объединенных Наций: сайт [Электронный ресурс] – URL: https://news.un.org/ru/story/2024/03/1450167 (дата обращения: 02.02.2025).
2. Крутилова М.О. Направления совершенствования экономических механизмов минимизации выбросов парниковых газов в течение жизненного цикла здания// Экономика строительства и природопользования – 2018 – №1(66) – С. 63-71.
3. Марьина Т. Парниковый эффект// Агроснабфорум – 2017 – №2(150) – С.42-44.
4. Хасанова Э.Р., Мухина А.В., Стрелец К.И. Количественная оценка выбросов парниковых газов при применении сборных элементов в строительстве// Неделя науки ИСИ Сборник материалов Всероссийской конференции. Том Часть 2. 2022 С. 252-254.
5. Щербань, А. В. Парниковый эффект и его воздействие на окружающую среду// Экономика и экология территориальных образований. — 2021. — Т. 5, № 2. — С. 59-65.
6. Chatham House. Внесение конкретных изменений: инновации в низкоуглеродистом цементе и бетоне// Chatham House: сайт [Электронный ресурс] – URL: https://www.chathamhouse.org/2018/06/making-concrete-changeinnovation-low-carbon-cement-and-concrete (дата обращения: 02.02.2025).
7. К. Моро, В. Франсиосо, М. Велай-Лизанкос. Изменение улавливания CO2 и структуры пор затвердевшего цементного раствора с добавлением нано-TiO2: влияние соотношения воды и цемента и возраста воздействия CO2//Строительство и строительные материалы – 2021 – Т.275 – Ст.122131.
8. Р.М. Эндрю. Глобальные выбросы CO2 при производстве цемента, 1928-2017// Научные данные о системе Земли – 2018 – Т.10 – С.2213-2239.
9. Чж. Ли, С. Ши. На пути к устойчивому промышленному применению углеродно-отрицательного бетона: синергетический улавливание углерода с помощью промывочной воды из-под бетона и биоугля // Материалы Письма – 2023 – Т.342 – Ст.134368.
10. Дж. Макфарлейн, Т. Ванорио, П. Дж. Монтейро. Многомасштабное изображение, измерения прочности и проницаемости: понимание долговечности римского морского бетона // Строительство и строительные материалы – 2021 – Т.272 – Ст.121812.
11. У. Мартинес-Молина, У. Л. Чавес-Гарсия, Т. Перес-Лопес, Э. М. Алонсо-Гусман, M. Ареола-Санчез, М. А Наваррете-Серас, Х. А Боррего-Перес, А. Санчес-Кальвильо, Х. А. Гусман-Торрес, Х. Т. Перес-Кирос. Влияние добавления отходов сельского хозяйства и промышленности в качестве частичной замены портландцемента на карбонизацию растворов// Материалы – 2021 – Т.14 – №23 – Ст.7276.
12. Куляев П.В., Бровкин А.В., Цыбина Р.З., Гавриленко А.В. Влияние карбоната натрия на процесс твердения портландцементного композита// Вестник Тверского государственного технического университета Серия «Строительство. Электротехника и химические технологии» – 2020 – №4(8) – С.98-103.
13. Ман-Ши Лоу. Анализ материальных потоков бетона в Соединенных Штатах// DSpace@MIT – 2005.
14. К. Симпкинс. Города будущего могут быть построены из известняка, выращенного из водорослей [Электронный ресурс] // Колорадский университет в Боулдере: сайт. – URL: https://www.colorado.edu/today/2022/06/23/cities-future-may-be-built-algae-grown-limestone (дата обращения 13.02.2025)
15. Любомирский Н.В., Федоркин С.И., Бахтин А.С., Бахтина Т.А. Интенсивные способы производства карбонатных строительных материалов на основе вторичного сырья из извести // Материалы – 2020 – Т.13 – №10 – Ст.3477.
16. Ким Ю.; Ли К. Механические свойства нецементных растворов, изготовленных в условиях сверхкритической карбонизации без щелочных активаторов и состоящих из летучей золы и плавленого шлака// Материалы сегодня: производство – 2016 – Т.3 – №2 – С. 381–390.
17. Любомирский Н.В., Федоркин С.И., Бахтин А.С., Бахтина Т.А. Структурирование композитных систем на основе затвердевания извести путем карбонизации и вторичного известнякового сырья // Малайзийский журнал строительных исследований – 2017 – Т.23 – №3 – С.15–26.
18. Т.П. Хиллс, Ф. Гордон, Н.Х. Флорин, П.С. Феннелл. Статистический анализ скорости карбонизации бетона // Исследование цемента и бетонных конструкций – 2015 – Т.72 – С.98–107.
19. Л. Пу, К. Унлуэр. Исследование глубины карбонизации и ее влияния на характеристики и микроструктуру цемента MgO и смесей на его основе // Строительство и строительные материалы– 2016 – Т.120 – С. 349–363.
20. З. Гуле, Р.И.Л. Гатри, Ю. Шао. Высокопрочное связующее из стального шлака KOBM, активированное карбонизацией // Строительство и строительные материалы – 2015 – Т.99 – С.175–183.
21. Х. Хуан, Т. Ван, Б. Колош, Дж. Андресен, С. Гарсия, М. Фанг, М.М. Марото-Вале. Оценка жизненного цикла новых бетонных блоков, отвержденных карбонизацией CO2: сравнительный анализ потенциала сокращения выбросов CO2 и оптимизация воздействия на окружающую среду// Журнал о более чистом производстве – 2019 – Т.241 – Ст.118359.
22. З. Гуле, Р,И,Л, Гатри, Ю. Шао. Производство карбонатных заполнителей с использованием стального шлака и углекислого газа для углеродно-отрицательного бетона// Журнал утилизации CO2 – 2017 – Т.18, – С.125–138.
23. П.С. Умбер, Дж.П. Кастро-Гомеш, Х. Савастано. Связующее на основе стального шлака, отверждённого CO2, без клинкера: оптимальные условия и потенциальное применение// Строительство и строительные материалы – 2019 – Т.210 – С. 413–421.
24. Дж. А. Розевиц, Шуай Ван, С. Ф. Скарлата, Н. Рахбар. Ферментативный самовосстанавливающийся цементирующий материал// Применяемые материалы Сегодня – 2021 – Т.23 – Ст.101035.
Review
For citations:
Muruzina E.V., Myasnikova A.A., Miftakhova N.V. The influence of carbon dioxide on the formation of new structures of inorganic binding building materials. Social-economic and technical systems: research, design and optimization. 2025;(1):69-82. (In Russ.)
Views:
4
Email this article 