Forradalmi innováció az építőiparban: itt a nulla kibocsátású „elektromos cement”

A Cambridge-i Egyetem kutatói talán megoldották a gyakorlatilag nulla kibocsátású reaktivált, vagy „elektromos cement” előállításának rejtélyét, amelyet acél újrahasznosításával kombinálnak.

A csapat a múlt héten a Nature folyóiratban publikált tanulmányukban részletezte a folyamatot, amelyet Julian Norwood, a tanulmány első szerzője és a környezetmérnöki tanszék professzora „igazi csodának” nevezett.

A cementgyártás jelentős mértékben hozzájárul a globális szén-dioxid-kibocsátáshoz, ami az éves összkibocsátás körülbelül 8%-át teszi ki.

A társadalom egyik legfenntarthatóbb intézkedése ezért a beton iránti függőség csökkentése lehet, és bár már léteznek alternatívák, az ezekre való átállás nem egyszerű. Addig is nagyon hasznos lenne, ha a cementgyártás folyamatát zöldebbé tennénk.

Az építőanyag szén-dioxid-kibocsátásának csökkentésére ígéretes adalékanyagok lehetnek például a használt pelenkák, a kávézacc vagy a baktériumok is.

De egyik sem oldja meg az alapvető problémát – azaz nem helyettesítik a cement aktív összetevőjét, a klinkert. Az ipari szakértők és kutatók az elmúlt két évtizedben próbálták csökkenteni a klinker használatát, és bár más termékekkel keverve minimalizálhatják a szükséges mennyiséget, jelenleg nincs olyan cement, amely teljesen mentes lenne a klinkertől.

„A cement egy nagyon nehéz probléma a világ üvegházhatású gáz kibocsátásának csökkentésében, mert nincs közvetlen technikai helyettesítője” – magyarázta Allwood egy egyetemi videóban.

Az új út: régi betontól az elektromos cementig

Cyrille Dunant, a tanulmány társszerzője korábbi munkája során fontos felismerésre jutott a beton újrahasznosításával kapcsolatban. Arra gondolt, hogy ha a régi betont összezúzzák, hogy elkülönítsék a homokot és a köveket, majd a cementet felmelegítik, hogy eltávolítsák a vizet, újra kialakulhat a klinker. Azt javasolta, hogy

egy folyékony fémfürdő és egy elektromos ívkemence, amelyet általában acél újrahasznosítására használnak, elősegítheti ezt a kémiai reakciót – innen az elektromos cement elnevezés.

Az első lépés az volt, hogy egy lebontott épület hulladékbetonját még jobban összezúzzák, hogy elválasszák a régi cementet a megmaradt kőtől és homoktól. Ezt a „betonpépet” ezután egy elektromos ívkemencébe helyezték, amelyet acél újrahasznosításához használnak. Az acél újraformálásához szükség van egy fluxusra, amely átbugyog az olvadt állapoton, megtisztítva a fémet, mielőtt egy külső réteget hozna létre, amely megvédi az acélt a levegőtől. Mint kiderült, a betonpép rendkívül hatékony fluxus-helyettesítő.

Az acél újrahasznosítása során egy salak nevű folyékony hulladék keletkezik. Ha ezt a salakot gyorsan lehűtik, akkor Portland cementté alakul, amely a leggyakrabban használt cementfajta, és kémiai összetétele és tartóssága szinte azonos a hagyományos cementtel. Ha a kemencéket fenntartható energiaforrásokkal működtetik, a teljes beton-acél újrahasznosítási módszer gyakorlatilag nulla emisszióval jár.

A Cambridge-i Egyetem videójában a kutató mutatja be az „elektromos cement” létrehozásának folyamatát.

Ipari méretek és fenntartható jövő

A kezdeti kis léptékű próbák során ez a módszer több tucat kilogramm „elektromos cementet” állított elő. A kutatócsoport most ipari méretű kísérleteket végez, amelyek célja 66 tonna reaktivált cement előállítása két órán belül. Jelenleg szabadalmaztatási eljárásban vannak, és partnereket keresnek a fejlesztés felgyorsításához.

Ha sikerrel járnak, ez a folyamat 2030-ra az Egyesült Királyság cementigényének egyharmadát fedezheti. Allwood azonban hangsúlyozza, hogy a nulla emissziós cement előállítása csak a megoldás egy része. A cement és beton felhasználásának csökkentése ugyanolyan fontos. Szerinte jelentősen csökkenthetjük a beton felhasználását anélkül, hogy a biztonság csorbulna, feltéve, hogy megvan a politikai akarat a változtatások végrehajtásához.

Forrás: Popular Science magazin cikke
Nyitókép: University of Cambridge

*

Írja meg Facebook oldalunkra, hogy mit gondol erről a témakörről!

https://www.facebook.com/greenponthu/

*

Tegyünk együtt a zöldebb és fenntarthatóbb jövőért!

Olvassa minden nap a Green.hu cikkeit, híreit!