Два образца карбонатно-кальциевого бетона, один с использованием затвердевшей цементной пасты (слева), а другой с кварцевым песком. Оба сырья являются обычными отходами строительства и сноса. Источник: © 2021 Maruyama et al.
Новый вид бетона может сократить выбросы в строительной отрасли. Карбокальциевый бетон производится из отходов бетона и углекислого газа из воздуха или промышленных выхлопных газов. Он перспективен в качестве строительного материала будущего, особенно в местах с ограниченными природными ресурсами.
Современный мир построен из бетона. В каждом высотном здании в каждом городе на Земле используется прочный и универсальный материал, придающий ему форму и прочность. Таким образом, бетонная промышленность огромна, и это дорого обходится: по оценкам, около 7% мировых выбросов углекислого газа приходится на производство и использование цемента, основного компонента бетона. И большая часть этих 7% обусловлена необходимостью использования кальция, который обычно получают при обжиге известняка.
Новый способ снижения уровня выбросов, вызванных использованием бетона, был предложен и доказал свою эффективность профессором Иппеи Маруяма и С.4S (система циркуляции карбоната кальция в строительстве), руководитель проекта профессор Такафуми Ногучи, оба с факультета архитектуры Токийского университета. Они нашли способ взять отходы бетона и захваченный углекислый газ и объединить их в новом процессе в пригодную для использования форму бетона, называемую карбонатно-кальциевым бетоном.
Вдохновленный тем, как некоторые водные организмы со временем превращаются в окаменелости, Маруяма задался вопросом, можно ли применить тот же процесс, который формирует отложения твердого карбоната кальция из мертвого органического вещества, к бетону. Кальций необходим для реакции между цементом и водой с образованием бетона, и Маруяма увидел в этом возможность исследовать менее углеродоемкий способ выполнения той же функции.
«Наша концепция состоит в том, чтобы получать кальций из выброшенного бетона, который в противном случае пойдет в отходы», — сказал Маруяма. «Мы комбинируем это с углекислым газом из промышленных выхлопов или даже из воздуха. И мы делаем это при гораздо более низких температурах, чем те, которые в настоящее время используются для извлечения кальция из известняка».
Карбонат кальция является очень стабильным материалом, поэтому он является прочным строительным материалом. И возможность перерабатывать большое количество материалов и отходов является большим преимуществом. Однако в настоящее время карбонатно-кальциевый бетон не может заменить обычный бетон. Он не такой прочный, как обычный бетон, хотя для некоторых строительных проектов, таких как небольшие дома, это не будет проблемой. Также в настоящее время изготовлены только небольшие блоки длиной в несколько сантиметров.
«Очень интересно добиться прогресса в этой области, но еще предстоит решить много проблем», — сказал Ногучи. «Помимо увеличения пределов прочности и размера бетона из карбоната кальция, было бы еще лучше, если бы мы могли еще больше снизить потребление энергии в производственном процессе. Однако мы надеемся, что в ближайшие десятилетия углеродно-нейтральный карбонатно-кальциевый бетон станет основным типом бетона и станет одним из решений проблемы изменения климата».
Ссылка: «Новая концепция бетона из карбоната кальция с использованием разрушенного бетона и CO.2Иппей Маруяма, Ватару Котака, Буй Нгок Киен, Рё Курихара, Манабу Канэмацу, Хикоцугу Хёдо, Хироси Хирао, Рёма Китагаки, Масаки Тамура, Масато Цудзино, Сатоши Фудзимото, Такафуми Ногучи, 8 октября 2021 г., Журнал передовых технологий бетона.
DOI: 10.3151/октябрь 19.1052
