Beton wzmacniany dwutlenkiem węgla
Produkcja betonu jest odpowiedzialna za 7% globalnej emisji dwutlenku węgla. Składnikiem mieszanki betonowej odpowiedzialnym za tak dużą emisję CO2 do atmosfery jest cement. Na każde 1 kg wytworzonego betonu do atmosfery wydzielany jest 1 kg CO2. Ten stosunek sprawia, że produkcja betonu, zaraz po spalaniu paliw kopalnianych, to drugi co do wielkości czynnik ludzki wpływający na emisję CO2 do atmosfery.
Co gdyby istniał sposób na ograniczenie emisji CO2 tak aby nie ucierpiał na tym przemysł betoniarski? Na nasze szczęście istnieje już komercyjna metoda wykorzystania dwutlenku węgla powstałego w procesie wytwarzania betonu, która nie tylko redukuje emisję CO2 do atmosfery ale wzmacnia sam beton poprzez wtłaczanie dwutlenku węgla do mieszanki. Jak to wszystko działa i czy jest opłacalne dla branży budowlanej? Dziś porozmawiamy o betonie wzmacnianym CO2.
Dlaczego beton jest tak istotny?
Według niedawno nakręconego reportażu CNNMoney nie da się uciec od wykorzystania betonu w budownictwie. Każdego roku produkowane są setki tysięcy ton tego kompozytu. Nie będzie też wielkim odkryciem jeśli stwierdzimy, że betonem świat stoi. Buda dróg, wiaduktów, mieszkań i fundamentów nie była by możliwa bez tej mieszanki wody, kruszywa(wypełniacza) i cementu(spoiwa.
Ze względu na swoje właściwości, a konkretnie stosunek wytrzymałości na ściskanie i rozciąganie, nie jesteśmy w stanie usunąć cementu z tej mieszanki. Bez cementu w betonie nie ma mowy o strukturalnej wytrzymałości całej konstrukcji.
Nie ma materiału tak wytrzymałego, plastycznego i podatnego na modyfikacje jak beton. Jak więc sprawić aby proces produkcji betonu był bardziej przyjazny środowisku?
CO2 w służbie wytrzymałości betonu
Jak już wcześniej wspominaliśmy, proces wytwarzania betonu emituje do atmosfery około 1 kg CO2 na każdy 1 kg wytworzonego betonu. Dodajmy do tego fakt, iż beton jest drugą co do ilości litrów konsumowaną substancją na ziemi, zaraz po wodzie i widzimy już dlaczego problem emisji CO2 jest poważny.
Na szczęście wraz z postępem technologicznym to, co do niedawna wydawało się niemożliwe jest już stosowane na skalę przemysłową. Ponad 5000 firm produkujących beton w USA nie tylko ogranicza emisję dwutlenku węgla z wytwarzania betonu ale stosuje właśnie CO2 do wzmacniania struktury betonowych konstrukcji. Jak to się dzieje?
Wszystko zaczęło się od firmy Carbon Cure ich dyrektor ds. zrównoważonego rozwoju, Christie Gamble. Prezentowana przez firmę technologia pozwala na wtłaczanie dwutlenku węgla w mieszankę betonu podczas samego procesu mieszania składników. Całość odbywa się poprzez dodanie do systemu betoniarni stosunkowo niewielkiego zbiornika w którym dzieje się przysłowiowa „magia”.
Samo dodanie CO2 do betonu nie było by niczym spektakularnym, z uwagi na koszt pozyskania dwutlenku węgla z fabryki. To efekt połączenia betonu z zewnętrznie wtłaczanym CO2 jest tym co nadaje tej metodzie opłacalność.
Wtłaczany do mieszanki betonowej dwutlenek węgla, jest uwięziony w strukturze mieszanki w formie mineralnej. Co wpływa na budowę betonu podczas zastygania. Beton po wtłoczeniu dwutlenku węgla staje się jeszcze bardziej odporny na ściskanie co potwierdzają testy ściskania podnosząc efektywnie jego klasę. Dla branży budowlanej oznacza to mniejsze zużycie betonu. Dla środowiska w skali globalnej oznaczało by to potencjalne usunięcie 700 megaton CO2 rocznie. Dla porównania, aby osiągnąć podobny efekt musielibyśmy zdjąć z ruchu drogowego 150 milionów samochodów osobowych co roku.
Czy ekologiczna produkcja betonu to odpowiedź na globalne ocieplenie?
Branża budowlana i betoniarska ciągle ewoluują. Nowe sposoby budowy idą ciągle w parze z nowatorskimi osiągnięciami z dziedziny chemii drogowej i nie jest wykluczone, że trend wykorzystania dwutlenku węgla w produkcji betonu dotrze też do Polski na pełną skalę. Odpowiedzialne gospodarowanie dobrami naturalnymi idzie tutaj w parze z ekologią i myśleniem o przyszłych pokoleniach.
Nie oszukujmy się. Skoro ponad 5000 firm w USA widzi w tej metodzie zyskowną alternatywę dla tradycyjnego wytwarzania betonu, to tylko kwestią czasu jest kiedy podobne rozwiązanie będzie stosowane powszechnie stosowane w Polsce.
A co wy sądzicie o takim patencie na oczyszczanie naszej planety? Czy beton z dodatkiem CO2 ma szanse na rewolucje w budownictwie?
Źródła:
„CO2-optumiation of reinforced concrete frames by simulated annealing” – link
„Life cycle CO2 evaluation on reinforced concrete structures with high-strength concreto” – link