Smerom k ekologickejšiemu cementu

Betón je hneď po vode najviac využívaným materiálom na Zemi. Odhaduje sa, že v celosvetovom meradle ročne spotrebujeme viac ako 25 miliárd ton nového betónu – viac ako tri tony betónu na osobu. S pokračujúcou industrializáciou Číny, Indie a ďalších krajín bude globálne používanie betónu len rásť.

Prečo v tejto veci?

Pretože výroba cementu, hlavnej zložky betónu, predstavuje 5 % celosvetovej produkcie oxidu uhličitého (CO₂) emisie pripisované ľudskej činnosti, ktoré môžu byť faktorom prispievajúcim ku globálnej zmene klímy.

Oxid uhličitý sa uvoľňuje na niekoľkých miestach počas procesu výroby cementu. Po prvé, je to energia spotrebovaná na ťažbu vápenca, hlavnej zložky cementu, a jeho prepravu do cementárne.

Vápenec sa v závode zmieša s vodou a ďalšími materiálmi a potom sa podrobí chemickému procesu nazývanému „kalcinácia“. Tento proces vyžaduje vypaľovanie vápenca a ďalších zložiek pri extrémne vysokej teplote, približne 2700 stupňov Celzia (1400 stupňov Fahrenheita).

Kalcinácia produkuje priamy aj nepriamy CO2.₂ emisie. Správa o iniciatíve pre udržateľnosť cementu odhaduje, že 60 % emisií COXNUMX₂ Emisie z cementárne sú priamo spôsobené chemickou reakciou vyvolanou samotným procesom kalcinácie. Zvyšných 40 % pochádza z nepriamych emisií spojených s týmto procesom – COXNUMX₂ uvoľňované z fosílnych palív potrebných na rozpaľovanie pecí a výrobu potrebného tepla.

Keďže betón je naďalej ústrednou súčasťou stavebných projektov na celom svete, hľadá sa spôsob, ako z neho urobiť ekologickejší materiál.

Rastúce možnosti na zníženie uhlíkovej stopy cementu

S významným vplyvom prichádza aj významná príležitosť. Pretože výroba cementu je hlavným prispievateľom k celosvetovým emisiám CO2.₂ emisie, prospešné zmeny vo výrobnom procese by mohli tieto emisie citeľne znížiť.

Existujú tri kľúčové príležitosti na zníženie CO₂ emisie:

1. Znížiť nepriame emisie znížením spotreby fosílnych palív potrebných na vykurovanie pecí na spracovanie vápencových zmesí.
2. Znížte priame emisie z procesu kalcinácie, vo všeobecnosti znížením množstva potrebného vápenca alebo inou úpravou receptúry zmesi prechádzajúcej kalcináciou.
3. Na zachytenie CO2 použite metódy zachytávania a ukladania uhlíka (CSS).₂ ktorý sa priamo alebo nepriamo uvoľňuje z procesu výroby cementu.

Obchodné podniky aj akademické inštitúcie vymýšľajú kreatívne spôsoby, ako znížiť uhlíkovú stopu cementu. Nové nápady hľadajú v prírode aj v staroveku. Tu sú niektoré z najsľubnejších:

• Calera, kalifornská spoločnosť sa snaží prevziať CO2₂ emitované z iných priemyselných odvetví a premieňať tieto emisie na východiskový materiál pre betón, čím sa nahradí vápenec. Tento proces, modelovaný podľa toho, ako príroda vytvára koralové útesy, filtruje zachytený CO2₂ emisie prostredníctvom morskej vody. Výsledkom je kriedový materiál, ktorý sa dá použiť ako prísada do betónu a na spracovanie ktorého nie je potrebná extrémna teplota vápenca.
  
• Greenstone cement: Výskumníci z Drexel University zistili, že časti starovekých egyptských pyramíd boli vyrobené z betónu, a nie vytesané z masívneho kameňa. Vedci, nadšení z dlhovekosti pyramíd, skúmali, ako urobiť takýto odolný materiál ekologickejším. Začali kombináciou recyklovateľných materiálov – väčšinou priemyselného odpadu – s menším množstvom vápenca. Potom do upravenej zmesi pridali malé množstvo alkalickej chemikálie pomocou procesu, ktorý vyžaduje veľmi málo tepla. Ich odhad je, že tento cement aktivovaný alkalickou látkou emituje o 97 % menej COXNUMX.₂ než tradičný portlandský cement.
• Výskum MIT: Vedci z Massachusettského technologického inštitútu nezmenili žiadne zložky v recepte na cement, aby znížili priame emisie CO2.₂ emisie. Namiesto toho upravili pomer zložiek. Priemyselným štandardom pre výrobu silného a stabilného cementu bol pomer vápnika a oxidu kremičitého 1:7. Výskumníci spochybnili potrebu tohto štandardu, vykonali testy a dospeli k záveru, že pomer 1:5 nielenže produkuje silnejší cement, ale odhaduje sa, že môže znížiť emisie COXNUMX.₂ emisie z výrobného procesu až o 60 %.
  
• Ferrock™: Vyvinutý na Arizonskej univerzite, tento materiál je náhradou portlandského cementu. Tento nový typ „cementu“ sa vyrába z oceľového prachu, priemyselného odpadu. Proces premeny oceľového prachu na spojivovú zložku, ktorá môže nahradiť cement v betóne, v skutočnosti vyžaduje vysoké množstvo CO2.₂Výrobný proces Ferrock™ preto absorbuje CO2.₂ namiesto jeho vyžarovania.

Môžu tieto možnosti skutočne nahradiť tradičný cement?

Jedna vec je objaviť spôsoby, ako zmeniť receptúru cementu tak, aby sa znížila jeho uhlíková stopa. Rovnako dôležité je však položiť si otázku: Majú tieto zmeny v cemente priaznivý vplyv na vlastnosti výsledného betónu?

Doterajšie odpovede boli prekvapivo pozitívne, čo vytvorilo situáciu, ktorá vyzerá ako obojstranne výhodná. Výskumníci v podnikoch a na univerzitách vykonávajú testy pevnosti a trvanlivosti a zisťujú, že ich nové produkty prinášajú betón, ktorý spĺňa alebo prekonáva vlastnosti pevnosti a trvanlivosti betónu vyrobeného z osvedčeného portlandského cementu.

Bezplatné stiahnutie – 4 dôvody, prečo váš betón schne večne

Bez ohľadu na to, ako rýchlo sa ľudia v cementárenskom priemysle posunú smerom k používaniu ekologickejšieho cementu, môžeme očakávať, že niektoré veci zostanú rovnaké. Proces vytvrdzovania betónu (teda chemická reakcia, ktorá prebieha pri tvrdnutí zmesi cementu a vody, čím vzniká betón) je stále miestom, kde sa určujú vlastnosti trvanlivosti betónu.

Okrem toho, aj keď nové experimentálne betónové zmesi jedného dňa naznačia použitie nových metód testovania vlhkosti betónu, potreba presného obrazu o stave vlhkosti dosky zostane zo strany inštalatéra podlahovej krytiny nezmenená. Informácie o stave vlhkosti budú vždy kriticky dôležité pri rozhodovaní o tom, či je betónová doska pripravená na konečnú podlahu.

Súčasný výskum jasne ukazuje, že najspoľahlivejší test vlhkosti betónu využíva sondu relatívnej vlhkosti (RH) in situ, ako sú tie, ktoré sa nachádzajú v Wagnerove merače rýchlosti relatívnej vlhkosti^® súpravyPoužitie iných testov vlhkosti by mohlo znamenať neprimerané riziko vážneho poškodenia podlahy. Vždy pamätajte: urobiť to správne hneď na prvýkrát má nielen dobrý ekonomický, ale aj ekologický zmysel!

Jason Spangler

Jason má viac ako 20 rokov skúseností v oblasti predaja a riadenia predaja v rôznych odvetviach a úspešne uviedol na trh rôzne produkty vrátane pôvodných testov vlhkosti betónu Rapid RH®. V súčasnosti pracuje pre spoločnosť Wagner Meters ako manažér predaja produktov Rapid RH®.

Posledná aktualizácia 6. decembra 2021