Новая рецептура цемента отражает и отводит тепло более эффективно, чем обычный портландцемент, поэтому в жаркий день в нем остается намного прохладнее
Цемент, способный охлаждаться за счет отражения света снаружи и отвода тепла от своей поверхности, может помочь зданиям оставаться комфортными без необходимости кондиционирования воздуха.
Обычный цемент имеет свойство поглощать инфракрасное излучение солнца и накапливать его в виде тепла, что может повышать температуру как внутри цементных зданий, так и окружающего воздуха.
Поэтому Фенгин Ду из Университета Пердью в Индиане и ее коллеги решили решить эту проблему, создав цемент, в котором на поверхности собираются крошечные отражающие кристаллы минерала под названием эттрингит.
Цемент, изготовленный командой, излучает инфракрасный свет своей поверхностью, а не накапливает его, и поэтому быстро теряет тепло. “Он работает как зеркало и радиатор, поэтому может отражать солнечный свет и отдавать тепло в небо, поэтому в здании может быть прохладнее без использования кондиционеров или электричества”, — говорит Ду.
Для его изготовления исследователи сначала изготовили крошечные гранулы из обычных минералов, таких как известняк и гипс. Их измельчают в порошок и смешивают с водой, а затем выливают в силиконовую форму с небольшими отверстиями. Пузырьки воздуха, проходящие через отверстия, создают небольшие углубления на поверхности цемента, где затем могут расти отражающие кристаллы эттрингита, в то время как гель с высоким содержанием алюминия в затвердевающем цементе пропускает инфракрасный свет сквозь материал.
По словам Ду, этот процесс легко масштабируется, а стоимость цемента на 5 долларов за тонну дешевле, чем у обычного портландцемента, поскольку его можно производить при более низких температурах.
Ду и ее команда протестировали, как их цемент сохраняет прохладу на раскаленной крыше кампуса университета Пердью, и обнаружили, что температура поверхности была на 5,4°C (9,7°F) ниже температуры воздуха и на 26°C (47°F) ниже температуры портландцемента.
“Это полезный материал”, — говорит Оскар Брусс (Oscar Brousse) из Университетского колледжа Лондона. “Вы повышаете отражательную способность, а также коэффициент излучения, поэтому любая энергия, которая улавливается материалом или передается ему, эффективно возвращается обратно”.
Однако измерение только температуры поверхности материала не говорит нам о том, как он будет работать в реальных условиях, говорит Брусс, поэтому он должен пройти дополнительные испытания. “Это не означает, что из-за того, что температура поверхности на 5°C ниже, температура воздуха вокруг нее будет на 5°C ниже. Локальный эффект может быть значительно ограничен”.