Zabudnuté heslo?
Prihlásenie

Ľahko dostupná zložka môže znížiť vplyv betónu na klímu

Ľahko dostupná zložka môže znížiť vplyv betónu na klímu
Autor:
Roman Mališka
Zverejnené:
3. 4. 2023
Hodnotenie:
Už ste hlasovali.

Betón je po vode najspotrebovanejším materiálom na svete a je základom stavebníctva na celom svete, pričom jeho výroba má významný vplyv na životné prostredie. Výskumníci zistili, že zavedenie lacnej a ľahko dostupnej zložky do výroby betónu môže z betónu urobiť skôr klimatické riešenie než klimatickú katastrofu.

Ako stavebný materiál má betón mnoho výhod. Je veľmi pevný, ľahko sa vyrába a je lacný. Jeho nevýhodou však je, že nie je veľmi šetrný k životnému prostrediu. Výroba betónu je najväčšou priemyselnou príčinou znečisťovania životného prostredia uhlíkom, keďže sa podieľa až 8 percentami na celosvetových emisiách oxidu uhličitého.

Betón sa vyrába zmiešaním cementu s kamenivom, zrnitou zmesou materiálov, ako je štrk a piesok. Vypálením vápenca, hliny a ďalších materiálov v peci vzniká známy sivý prášok, obyčajný portlandský cement (OPC). Pri vypaľovaní materiálu a chemickej reakcii, ktorá prebieha pri vystavení zmesi teplu, sa uvoľňuje oxid uhličitý.

Zatiaľ čo proces vypaľovania možno zmeniť z používania fosílnych palív na používanie elektrickej energie z obnoviteľných zdrojov energie, druhý zdroj emisií oxidu uhličitého, chemická reakcia, predstavuje väčší problém. Pri zahrievaní minerálnej zmesi na teplotu vyššiu ako 1 400 stupňov Celzia sa mení z uhličitanu vápenatého a ílu na zmes slinku, predovšetkým kremičitanov vápnika, a oxidu uhličitého. Tento oxid uhličitý potom uniká do ovzdušia.

Časom oxid uhličitý v atmosfére reaguje s oxidom vápenatým v betóne a mineralizuje oxid uhličitý na uhličitan vápenatý v procese známom ako karbonizácia. Karbonizácia je opačný proces, ako keď sa vyrába betón. Hoci karbonizácia umožňuje betónu sekvestrovať (zachytávať a ukladať) oxid uhličitý, môže tiež oslabiť betón, najmä vytvrdnutý betón, znížiť jeho vnútornú alkalitu a môže viesť ku korózii ocele, ktorá bola použitá ako výstuž. Vytvrdzovanie je proces udržiavania úrovne vlhkosti vo vnútri liateho betónu, ktorého výsledkom je pevnejší, odolnejší a menej porézny betón.

Ilustračný obrázok. Zdroj: Pexels

Tím výskumníkov z MIT vymyslel spôsob, ako riešiť problém oxidu uhličitého v počiatočných fázach, počas miešania a liatia betónu pred tuhnutím materiálu, a to zavedením veľmi lacnej zložky hydrogenuhličitanu sodného, inak známeho ako jedlá sóda.

Výskumníci zistili, že pridaním náhrady hydrogenuhličitanu sodného by sa v počiatočných fázach mohlo mineralizovať až 15 % celkového množstva oxidu uhličitého spojeného s výrobou cementu. Kompozit, ktorý výskumníci použili, je zmesou uhličitanu vápenatého a hydrátu kremíka vápenatého, čo je úplne nový materiál.

„Je to všetko veľmi vzrušujúce, pretože náš výskum posúva koncept multifunkčného betónu tým, že zahŕňa ďalšie výhody mineralizácie oxidu uhličitého počas výroby a odlievania,“ povedal Admir Masic, korešpondujúci autor štúdie.

„Nový“ betón navyše rýchlejšie tuhne bez toho, aby stratil čokoľvek zo svojich mechanických vlastností. To by podľa výskumníkov umožnilo stavebnému priemyslu rýchlejšie dokončiť práce. Skoré štádium karbonizácie betónu nie je nové, no objav MIT zdôrazňuje schopnosť zachytávať oxid uhličitý v štádiu pred vytvrdnutím.

„Náš nový objav by sa mohol ďalej kombinovať s ďalšími nedávnymi inováciami v oblasti vývoja prímesí do betónu s nižšou uhlíkovou stopou, aby sa zabezpečili oveľa ekologickejšie a dokonca uhlíkovo negatívne stavebné materiály pre zastavané prostredie, čím by sa betón zmenil z problému na súčasť riešenia,“ povedal Masic.

Výskum dlhodobých vlastností betónu pokračuje. Štúdia bola nedávno uverejnená v magazíne PNAS Nexus.