Kas notika ar zaļo betonu?

2010. gadā šajā publikācijā videi draudzīgāks betons tika minēts kā viena no 10 gada izrāvienu tehnoloģijām (sk. TR10: Zaļais betons). Ņemot vērā, ka pasaules vēlme pēc betona rada aptuveni 5 procentus no globālajām oglekļa dioksīda emisijām, ietekme varētu būt milzīga. Bet vai ideja ir kaut kur pazudusi?

Betons, kas izgatavots galvenokārt no lidojošajiem pelniem, tiek ieliets Midltaunā, Ohaio štatā, 2013. gadā.

Oglekļa uztveršana

Pirms pieciem gadiem uzņēmums Novacem, kas tika izveidots no Londonas Imperiālās koledžas, bija zaļā cementa priekšgalā. Uzņēmuma galvenais zinātnieks Nikolaoss Vlasopuls bija atklājis veidu, kā portlandcementu — betona saistvielu — aizstāt ar magnija oksīda materiālu. Šis materiāls savā struktūrā satvēra oglekļa dioksīdu, sajaucot ar ūdeni, un oglekļa dioksīds un magnijs veidoja karbonātus, kas stiprināja cementu. Materiālam nebija nepieciešams kaļķakmens, kas atbrīvo oglekli, kad tas tiek karsēts cementa ražošanas procesā.

Neskatoties uz materiāla solījumu, Novacem nevarēja savākt pietiekami daudz līdzekļu. Vlasopuls saka, ka finanšu krīze, kas sākās 2008. gadā, apgrūtināja investoru piesaisti. Uzņēmums pārdeva savu intelektuālo īpašumu Austrālijai Calix un tika likvidēts 2012. gada septembrī. Vlasopoulos tagad strādā cementa gigantā Lafarge.

Zaļā betona uzņēmums Calera joprojām darbojas, taču tas vairs neīsteno savu ideju par oglekļa iejaukšanu portlandcementā. Pirms dažiem gadiem Calera demonstrēja šo tehnoloģiju uz ietvēm, taču tā ieguva lielāku vērtību, izmantojot materiālu, lai izgatavotu šķiedru cementa plāksnes, ko izmanto vannas istabas flīžu pamatnē vai ārējā apšuvumā, saka uzņēmuma galvenais darbības vadītājs un prezidents Martins Devennijs. Uzņēmums Calera vada izmēģinājuma rūpnīcu, kas dienā no oglekļa dioksīda un rūpnieciskajiem atkritumiem ražo līdz divām tonnām cementa, katrā materiāla tonnā atdalot aptuveni četras desmitdaļas tonnu oglekļa dioksīda. Uzņēmums plāno sākt plātņu komerciālu ražošanu šogad, taču sagaida, ka tehnoloģijas paplašināšana prasīs vairākus gadus.

Daži citi uzņēmumi ir panākuši progresu ceļā uz zaļāku cementu. Oglekļa sacietēšana , atrodas Halifaksā, Jaunskotijā un Solidia tehnoloģijas , kas atrodas Ņūdžersijā, izmanto divas dažādas pieejas.

CarbonCure pārdod tehnoloģiju, kas injicē no rūpnieciskiem procesiem iegūto oglekļa dioksīdu portlandcementā kopā ar ūdeni. Cietās vielas, kas veidojas šajā procesā, var uzlabot materiāla izturību par 10 līdz 20 procentiem, saka uzņēmuma CTO Kevin Cail. Apmēram 20 ēku instalācijās ir izmantoti bloki, kas izgatavoti, izmantojot CarbonCure procesu, kopš tas tika pārdots 2013. gadā, saka Keils. Divi nesenie projekti Maiami ir ietaupījuši vairāk nekā 2700 tonnu oglekļa dioksīda, gada laikā absorbējot pat 125 000 koku, saka Dženifera Vāgnere, uzņēmuma ilgtspējības viceprezidente.

Tomēr katra bloka oglekļa pēdas nospiedums parasti tiek samazināts tikai par 5 procentiem. Ja cementa rūpnīca nesadala savu oglekļa dioksīdu (un lielākā daļa to nedara), gāze ir jāievada no citiem avotiem. Process arī vēl nav mobilais, tāpēc to nevar izmantot lietojumprogrammām pēc pieprasījuma, piemēram, piebraucamo ceļu aizpildīšanai. Versija, ko varēs izmantot būvlaukumos, nāks dažu nākamo mēnešu laikā, saka Kails.

Solidia tehnoloģijas Uzņēmums, kas dibināts 2008. gadā, joprojām izstrādā tehnoloģiju oglekļa dioksīda piesaistīšanai betonā, taču to atbalsta tādi lielie uzņēmumi kā Lafarge un ASV Transporta departamenta Federālā autoceļu pārvalde. Tehnoloģija, kas pirmo reizi tika izstrādāta Rutgers universitātē, ietver cementa pulvera sajaukšanu ar smiltīm un pēc tam brīvu vietu piepildīšanu ar ūdeni un oglekļa dioksīdu. Cements reaģē ar oglekļa dioksīdu, veidojot kalcija karbonātu un silīcija dioksīdu, kas materiālu sacietē betonā. Betons varētu būt par 10 līdz 25 procentiem stiprāks nekā mūsdienu materiāli, saka Solidia izpilddirektors Toms Šulers, un tas būs izturīgāks pret plaisāšanu vidēs, kur bieži notiek sasalšana un atkausēšana.

Vairāk ar mazāk

Oglekļa dioksīda uzglabāšana cementā nav vienīgais veids, kā uzlabot materiāla ietekmi uz vidi.

MIT betona ilgtspējības centrs ir parādījis, kā nanoinženierija var padarīt betonu divreiz izturīgāku pret plīsumiem, būtiski nemainot svaru vai ķīmisko sastāvu, saka laboratorijas direktors Franz-Josef Ulm. Tas ļautu ražotājiem izmantot mazāk betona kopējā būvniecības procesā, nezaudējot spēku. Atradums parādījās Dabas sakari pagājušais gads.

Vēl viena pieeja ir mainīt betona īpašības, pievienojot tādus materiālus kā pelnus, kas ir ogļu degšanas blakusprodukts. Šis materiāls ir pievienots betonam nelielos daudzumos gadu desmitiem, bet CeraTech , uzņēmums, kas atrodas ārpus Vašingtonas, DC ražo betonu, kas 95% sastāv no viegliem pelniem. Tas patērē uz pusi mazāk ūdens nekā portlandcements, ko tas aizstāj, un kalpo līdz pat trīs reizēm ilgāk, saka Marks Vasilko, uzņēmuma izpildviceprezidents. Materiāls tiek izgatavots ķīmiskās reakcijas rezultātā, nevis tiek cepts krāsnī. CeraTech produkts ir paredzēts naftas un gāzes uzņēmumiem, kuriem nepieciešami materiāli ar termisko un korozijas izturību. Grupa Sefa , savukārt, ir izstrādājis betona izgatavošanas procesu, izmantojot no zemes iegūtos lidojošos pelnus papildus tam, ko var iegūt no ogļu spēkstacijām. Šis paņēmiens var palīdzēt iztīrīt atkritumu poligonus un dīķus, kas piepildīti ar pelniem, kas gadiem ilgi stāvējuši.

Līdzņemšanai:

Videi draudzīgāks betons mūsdienās tiek izmantots mazos apmēros. Bet kopumā betona recepte nav pārāk mainījusies. Lai gan tirdzniecības grupa Portlendcementa asociācija norāda, ka modernizētās rūpnīcas un procesi kopš 1970. gadiem ir palīdzējuši nozarei uzlabot energoefektivitāti par 40 procentiem, būs nepieciešamas jaunas tehnoloģijas, lai adatu pārvietotu ievērojami vairāk.

Vai jums ir liels jautājums? Sūtiet ieteikumus uz [email protected].

paslēpties