Co roku na świecie produkuje się ponad 4 mld ton betonu, ale proces ten wymaga wysokiej temperatury i spalania paliw. Wapień używany do jego produkcji ulega rozkładowi, w wyniku którego powstaje dwutlenek węgla. Jest go naprawdę sporo – produkcja cementu odpowiada za ok. 8 proc. całkowitej emisji dwutlenku węgla wynikającej z działalności człowieka. Naukowcy i inżynierowie z całego świata pracują nad ekologicznymi alternatywami, które albo oferują emisję mniejsza od standardowej, albo są węglowo neutralne.
Czytaj też: Ten beton potrafi zdziałać cuda. Odczuje to nasza planeta
Zespół uczonych z Uniwersytetu Stanowego w Waszyngtonie (WSU) dodał do zwykłego cementu “przyjazny” dla środowiska biowęgiel. Jest to rodzaj węgla drzewnego wytwarzanego z odpadów organicznych, wzmocnionego odpadami powstającymi podczas procesów klasycznej produkcji betonu. Badania te mogą znacznie zmniejszyć emisję dwutlenku węgla w przemyśle betonowym, który jest jednym z najbardziej energo- i węglochłonnych przemysłów produkcyjnych. Opisano je w czasopiśmie Materials Letters.
Ekologiczny beton wykorzystuje biowęgiel i ścieki po produkcji betonu
Samo dodanie biowęgla do cementu nie wystarcza, bo dramatycznie zmniejsza wytrzymałość uzyskanego betonu. Naukowcy z WSU odkryli, że metoda ta zadziała, jeżeli wcześniej biowęgiel zamoczy się w odpadach pozostałych po produkcji betonu. Nie powoduje to spadku wytrzymałości materiału. Cement wzbogacony zmodyfikowanym biowęglem był w stanie osiągnąć po 28 dniach wytrzymałość na ściskanie porównywalną ze zwykłym cementem. To naprawdę wielkie osiągnięcie.
Czytaj też: Beton, który nie pęknie tak łatwo. Sprawdzi to amerykańska armia
Żrąca woda do opłukiwania betonu jest czasami problematycznym odpadem z produkcji betonu. Ścieki są bardzo alkaliczne, ale służą również jako cenne źródło wapnia.
Jesteśmy zobowiązani do znalezienia nowatorskich sposobów przekierowania strumieni odpadów do korzystnych zastosowań w betonie; po zidentyfikowaniu tych strumieni odpadów, następnym krokiem jest sprawdzenie, jak możemy użyć magicznej różdżki chemii i przekształcić je w zasoby. Cała sztuczka tkwi w inżynierii międzyfazowej. Prof. Xianming Shi z WSU, główny autor badania
Interakcje między silnie alkalicznymi ściekami, które zawierają dużo wapnia, a wysoce porowatym biowęglem oznaczają, że węglan wapnia wytrącił się na lub do biowęgla, wzmacniając go i umożliwiając wychwytywanie dwutlenku węgla z powietrza. Zgodnie z oczekiwaniami, beton wykonany z tego materiału będzie kontynuował sekwestrację dwutlenku węgla przez cały okres użytkowania betonu, czyli przez 30 lat w przypadku chodnika lub 75 lat w przypadku mostu.