Teadlased: prügist tehtud tellised on odavad ja hoiavad soojust

Teadlased on laboris loonud juba erinevat värvitooni «prügitelliseid». Foto: RMIT

Austraalia Melbourne'i kuninglikus tehnoloogiainstituudis (Royal Melbourne Institute of Technology ehk RMIT) on teadlased välja töötanud erilised energiasäästlikud tellised, mida saab valmistada savi segamisel klaasijäätmete ja kivisöetuhaga. Need tellised aitavad vähendada traditsioonilise tellisetootmise negatiivset mõju, mis on energiamahukas protsess, nõuab ulatuslikku savi kaevandamist, panustab suurelt süsinikdioksiidi emissiooni ja tekitab palju õhusaastet.

RMIT teadlased märgivad, et tellisetootmisahjud tarbivad aastas ~340 miljonit tonni kivisütt, mis võrdub ~612 miljoni tonni süsinikdioksiidi emissiooniga. See ületab Ameerika Ühendriikide 130 miljoni sõiduauto aastase kombineeritud süsinikdioksiidi emissiooni.

Energiasäästlikud tellised põhinevad materjalil, mida nimetatakse RCF-jäätmeteks. See sisaldab peamiselt klaasijääke (92 protsenti), mis jäävad üle ringlussevõtu protsessist koos keraamiliste materjalide, plasti, paberi ja tuhaga. Enamik sellest jäätmematerjalist jõuab tavaliselt prügilatesse, kus see võib saastada pinnast ja vett, kirjutab Ars Technica.

Uuringu autorid märgivad, et RCF-jäätmete kasutamine põletatud savitellistes pakub potentsiaalset lahendust «kaks kärbest ühe hoobiga»: vähendab ülemaailmset jäätmekriisi, vähendades prügilate koormust, ning aitab toota energiatõhusamalt telliseid.

Mis teeb tellised energiasäästlikuks?

Võrreldes traditsioonilistega, on uutel energiasäästlikel «prügitellistel» madalam soojusjuhtivus: nad säilitavad soojust kauem ja soojenevad ühtlasemalt. See tähendab, et neid saab toota ka madalamal põletustemperatuuril.

Kui tavalised savitellised põletatakse temperatuuril 1050 °C, siis energiasäästlikud ehituskivid saavutavad vajaliku kõvaduse temperatuuril 950 °C, säästes 20 protsenti telliste tootmiseks vajalikust energiast.

Laboris toodetud telliste põhjal hindasid teadlased, et iga põletustsükkel vähendas CO2 emissiooni 417 tonni võrra, säästes potentsiaalselt kuni 158 460 dollarit. 

See tähendab, et tootjad, kes vahetavad tavalised savitellised energiasäästlike vastu, säästavad tuhandeid dollareid energiakuludelt ja nende ahjud paiskavad Maa atmosfääri vähem kasvuhoonegaase. Kuni 1,4 triljoni tellise aastase tootmise puhul on säästud väga suured.

Telliste kasutajad saavad samuti kasu

Madala soojusjuhtivusega tellised aitavad kaasa efektiivsele soojuse säilitamisele ja neeldumisele, luues suvel jahedama keskkonna ja talvel soojema. See tähendab energiasäästu kliimaseadmetele, mis on kasulik hoone elanikele, selgitavad uuringu autorid.

Katsed näitavad, et energiasäästlikest tellistest ehitatud ühekorruselise maja elanikud säästavad kuni 5 protsenti oma energiakuludest, võrreldes tavaliste savitellistega maja elanikega.

Tavalised tellised koosnevad savist, veest ja liivast. Energiasäästlikud ehituskivid aga kasutavad RCF-jäätme segu, mis segatakse purustatud saviosakestega ja kuivatatakse ahjus. Seejärel lisatakse kuivanud segule vett, mille tulemuseks on rohelised tellised, mida peab veel kuivatama õhu käes 48 tundi.

Seejärel paigutatakse tellised ahju, kus neid põletatakse temperatuuril 950 °C, muutes need lõpuks soovitud energiasäästlikuks ehitusmaterjaliks.

Sellisest prügist telliseid tehaksegi. Foto: RMIT

«Saame toota ka kergtelliseid erinevates värvitoonides valgest kuni tumepunaseni, muutes oma segusid,» ütleb RMIT teadlane ja dotsent Dilan Robert.

Teadlased testisid telliste tugevust ja vastupidavust, võrreldes neid tavaliste savitellistega. Kui viimased talusid enne purunemist survetugevust 23,1 megapaskalit (MPa), siis 15-protsendilise klaasijäätmete sisaldusega ehituskivide taluvus juba 31,6 MPa, näidates suuremat vastupidavust ja tugevust.

«Üle 100 tellise toodeti ja testiti erinevatel põletustemperatuuridel, et tagada vastavus ehitusstandarditele. Kõik 950 °C juures RCF-jäätmetega valmistatud tellised ületasid tööstusharu standardeid, demonstreerides nende sobivust ehituses,» märgivad uuringu autorid.

Energiasäästlikud tellised vastavad ka Austraalia standarditele. Veelgi enam, uuringu autorid lisavad: «RCF-jäätmete kasutamine telliste tootmises vähendab kasvuhoonegaaside emissiooni 7 protsendi võrra, võrreldes kontrolltellistega.»

Kas masstootmine on juba võimalik?

RMIT teadlastel kulus neli aastat täiusliku energiasäästliku tellise valemi leidmiseks; nad alustasid tööd 2020. aastal. Katsete jaoks koguti RCF-jäätmeid koostöös Austraalias asuva ettevõttega Visy, mis on spetsialiseerunud klaasijäätmete ringlussevõtule.

Visyl oli raskusi kasutada alla 3-millimeetriseid klaasitükke. Nendest ei olnud võimalik valmistada uusi klaasitooteid ja enamik materjalist jõudis prügimäele. Seega kui RMIT meeskond tuli välja ideega energiasäästlikest tellistest, oli ettevõte väga põnevil leidmaks lahendust materjalile, mida ei saanud toidu- ja joogipakendites ringlusse võtta, ütles Visy esindaja Paul Andrich pressiteates.

Energiasäästlikud tellised on nüüd kasutusvalmis, kuid ees on veel mõned väljakutsed. Näiteks on nad laboris tootnud vaid piiratud arvu telliseid. Kas masstoodetud ehitusmaterjal on sama energiatõhus, keskkonnasõbralik ja kaubanduslikult elujõuline kui laboriproovid, on küsimuste küsimus.