pixel

Иновации за намаляване на огромния въглероден отпечатък на бетона

carbon footprint

Понастоящем основната съставка на бетона, циментът, е отговорен за около 8% от глобалните емисии, надминавайки всички други материали с изключение на петрол, газ и въглища.

Но тъй като светът – и Глобалната асоциация за цимент и бетон (GCCA) – се надпреварват да достигнат нулеви нетни емисии до 2050 г., за да избегнат най-лошите последици от изменението на климата, се появяват все по-голям брой иновации за справяне с въглеродния отпечатък на бетона.

Те се фокусират главно върху намирането на нисковъглеродни заместители на цимента, като се използва всичко – от варовик, отгледан от водорасли, до оливин – минерал, който може да абсорбира собствената си маса от въглероден диоксид.

Според професора по инженерни науки от университета в Кеймбридж Джулиан Олууд обаче, нито една от тези алтернативи не е налична в необходимия мащаб, за да се постигнат нулеви нетни емисии до средата на века.

„Въпреки огромния брой иновации в областта на цимента, които се рекламират, няма заместители със същите експлоатационни характеристики и мащаби като портланд цимента“, казва Олууд в речта си по време на Среща на върха за застроената среда.

За да помогнат на строителната индустрия да спечели време за разработване на жизнеспособни алтернативи, други изследователи се опитват да намалят въплътения въглероден отпечатък на сградите, чрез разработване на интелигентни строителни техники за намаляване на количеството бетон, необходимо за изграждането им.

University of Colorado

Снимка: University of Colorado

Тук са представени накратко някои от най-иновативните проекти и при двата подхода:

Seratech от Сам Дрейпър и Барни Шанкс

Лондонската стартъп компания Seratech е разработила начин за създаване на въглеродно неутрален бетон, който включва заместване на до 40% от съдържанието на цимент с вид силициев диоксид, произведен от уловени промишлени емисии и абсорбиращия въглерод минерал оливин.

Според Seratech заместителят на цимента е евтин и може да бъде интегриран безпроблемно в съществуващите производствени процеси, тъй като оливинът е наличен в изобилие – за разлика от други заместители на цимента.

Биогенен варовик от Minus Materials

Прилагайки по-експериментален подход, изследователи от Университета на Колорадо в Боулдър са открили начин да произвеждат цимент, използвайки варовик, отгледан от водорасли чрез фотосинтеза, вместо варовик, добит от земята.

Когато този „биогенен варовик“ бъде изгорен за производството на цимент, той ще отделя само толкова въглерод, колкото микроводораслите са изтеглили от атмосферата по време на растежа си, което според изследователите прави процеса въглеродно неутрален.

Подкрепени от безвъзмездна помощ в размер на 3,2 млн. долара от Министерството на енергетиката на САЩ, изследователите сега работят за разширяване на производствените си възможности, като същевременно намаляват цената на материала, използвайки микроводораслите коколитофори и за производството на по-скъпи продукти като козметика, биогорива и храни.

Бетонен под от Acorn

В рамките на проекта Acorn изследователи от университетите в Бат, Кеймбридж и Дънди са разработили система за тънкослойни подове, която може да се използва за замяна на традиционните масивни подови плочи, като същевременно се използва 75% по-малко бетон, за да понесе същото натоварване.

Това доведе до приблизително 60-процентно намаление на въглеродните емисии в първия пълномащабен демонстрационен проект на екипа, изграден в отдела по строително инженерство на университета в Кеймбридж.

Изработена с помощта на автоматизирана производствена система и робот с шест оси, настилката функционира изцяло без армировка, което елиминира нуждата от стоманена арматура с интензивни емисии.

Carbicrete от университета Макгил

Базираната в Монреал компания Carbicrete е сред редица компании, които използват отпадъчна шлака от стоманодобивната промишленост, за да елиминират напълно нуждата от цимент в процеса на производство на бетон.

Вместо с вода, която се използва при традиционното производство на бетон, този заместител на цимента се втвърдява с уловен CO2 от фабричните димни газове, който се изолира в материала, за да стане той въглеродно неутрален.

Засега обаче този процес може да се използва само за производство на сглобяеми панели и бетонни зидарии. И поради ограниченото количество стоманена шлака, произвеждана всяка година – около 250 милиона тона в сравнение с четири милиарда тона цимент – Carbicrete може да покрие само част от търсенето.

Carbicrete

Снимка: Carbicrete

Морски камък от Newtab-22

В по-малък мащаб лондонското дизайнерско студио Newtab-22 е разработило материал, наподобяващ бетон, който се изработва от черупки на миди от хранително-вкусовата промишленост, които се смилат и комбинират с патентована смес от естествени свързващи вещества като агар.

Наречен Sea Stone, полученият материал поразително прилича на истински бетон, тъй като съдържащите се в него черупки от стриди и миди са направени от калциев карбонат, известен още като варовик – основна съставка на цимента.

Но тъй като материалът не е изпечен, той няма здравината и издръжливостта на истинския бетон и е ограничен до неструктурни приложения, като повърхности на плотове, плочки, или цокли.

FoamWork от ETH Zurich

Друга техника за използване на по-малко бетон е дело на изследователи от ETH Zurich, които са разработили система от 3D отпечатани кофражни елементи. Изработени от рециклируема минерална пяна, те могат да се поставят във формите, използвани за изработване на готови бетонни панели, като създават модел от кухи клетки по цялата плоча.

Кофражът създава вътрешна геометрия, която е оптимизирана за укрепване на панела по основните линии на напрежение и осигурява необходимата здравина за създаване на всичко – от стени до цели покриви, като същевременно драстично намалява количеството на необходимия бетон в процеса.

Така се създават панели, които са по-леки и използват 70% по-малко материал. След втвърдяване минералната пяна може да бъде оставена на мястото си, за да осигури изолация, или да бъде безкрайно рециклирана за създаване на нови кофражни елементи, което според ETH Zurich прави процеса потенциално безотпадъчен.

Строители Бг

Строители Бг е електронно издание, специализирано в областта на строителството. Специализираните статии разглеждат всички етапи от строителния процес и активните участници в него. Цел на изданието е да запознае читателите със спецификите на отделните процеси и да ги улесни в тяхната дейност. Предлагаме набор от професионални статии, категоризирани по раздели, където можете да прочетете за спецификите на отделните продукти и системи, представени в тях от водещите фирми в бранша.

Прочетете също: