science >> Wetenschap >  >> Chemie

Gerecycled beton en CO₂ uit de lucht verwerkt tot nieuw bouwmateriaal

Twee monsters van calciumcarbonaatbeton, één met geharde cementpasta (links) en de andere met kwartszand. Beide grondstoffen zijn veelvoorkomende bouw- en sloopafvalproducten. Krediet:Maruyama et al.

Een nieuw soort beton zou de uitstoot van de bouw kunnen verminderen. Calciumcarbonaatbeton wordt gemaakt van afvalbeton en koolstofdioxide uit de lucht of industriële uitlaatgassen. Het is veelbelovend als toekomstig bouwmateriaal, vooral op plaatsen waar de natuurlijke hulpbronnen beperkt zijn.

De moderne wereld is opgebouwd uit beton. Elk hoog gebouw in elke stad op aarde gebruikt het duurzame en veelzijdige materiaal om het vorm en sterkte te geven. De betonindustrie is dus enorm, en dit kost geld:naar schatting komt ongeveer 7% van de CO2-uitstoot in de wereld door de productie en het gebruik van cement, het hoofdbestanddeel van beton. En een groot deel van deze 7% is te danken aan het noodzakelijke gebruik van calcium, die meestal wordt verkregen door kalksteen te verbranden.

Professor Ippei Maruyama en C hebben een nieuwe manier voorgesteld om de emissieniveaus veroorzaakt door het gebruik van beton te verminderen. 4 S (Calcium Carbonate Circulation System for Construction) projectmanager Professor Takafumi Noguchi, beide van de afdeling Architectuur aan de Universiteit van Tokyo. Ze hebben een manier gevonden om afvalbeton op te nemen en koolstofdioxide af te vangen, en combineer ze in een nieuw proces tot een bruikbare vorm van beton, calciumcarbonaatbeton genaamd.

Geïnspireerd door de manier waarop sommige waterorganismen in de loop van de tijd uitharden tot fossielen, Maruyama vroeg zich af of hetzelfde proces dat harde calciumcarbonaatafzettingen vormt uit dood organisch materiaal op beton kan worden toegepast. Calcium is essentieel voor de reactie tussen cement en water om beton te vormen, en Maruyama zag dit als een kans om een ​​minder koolstofintensieve manier te onderzoeken om dezelfde functie uit te voeren.

"Ons concept is om calcium te winnen uit afgedankt beton, die anders verloren gaat, " zei Maruyama. "We combineren dit met kooldioxide uit industriële uitlaatgassen of zelfs uit de lucht. En dat doen we bij veel lagere temperaturen dan die welke nu gebruikt worden om calcium uit kalksteen te halen."

Calciumcarbonaat is een zeer stabiel materiaal, dus zorgt voor een duurzaam bouwmateriaal. En de mogelijkheid om grote hoeveelheden materiaal en afval te recyclen is een groot voordeel. Echter, calciumcarbonaatbeton kan momenteel het typische beton niet vervangen. Het is niet zo sterk als typisch beton, hoewel voor sommige bouwprojecten, zoals kleine huizen, dit zou geen probleem zijn. Ook op dit moment, er zijn alleen kleine blokjes van enkele centimeters gemaakt.

"Het is opwindend om op dit gebied vooruitgang te boeken, maar er zijn nog veel uitdagingen te overwinnen, "zei Noguchi. "Naast het verhogen van de sterkte- en afmetingslimieten van calciumcarbonaatbeton, het zou nog beter zijn als we het energieverbruik van het productieproces verder zouden kunnen terugdringen. Echter, we hopen dat in de komende decennia, koolstofneutraal calciumcarbonaatbeton zal het mainstream type beton worden en een van de oplossingen voor klimaatverandering."