Рециклирането на стар бетон по нова технология може да щади въздуха и природните ресурси

Британски учени от университета в Кеймбридж откриха начин да рециклират цимент и да произвеждат нов строителен материал, без да вредят на природата. За това съобщиха самите те в списание Nature. Учените наричат процеса “електрическо рециклиране”.

Иновацията може да се окаже екореволюция за всяко човешко начинание, където е нужен бетон. А един от авторите на изследването Джулиян Олууд определя възможното масово производство като “абсолютната промяна”.

Циментът – една от основните съставки на бетона - е сред най-замърсяващите компоненти в най-изпозвания материал в строителството. Според учените производството на цимент е причина за 7,5% от глобалните емисии на парникови газове. Порталът Our World in Data е още по-конкретен – през 2022 г. създаването на цимента е било съпроводено с 1,7 милиарда тона въглеродни емисии. Международната енергийна агенция предупреждава, че ако тези темпове се запазят, планираната въглеродна неутралност ще бъде трудна за постигане.

“Климатичното зло” на бетона се крие в съдържанието му - портландски клинкер, който се получава от изпичане на варовик при високи температури. При изпичането се ползват предимно изкопаеми горива, а като допълнение варовикът отделя въглероден двуокис, докато се пече.

Изследователите в Кеймбридж предлагат различна технология на производство. Те залагат на съществуващ процес, използван за рециклиране на цимент и стомана от разрушени сгради, при който няма отделяне на въглероден двуокис. Новополучената циментова паста се използва като заместител на варовика и по този начин нуждата от варовик е сведена до минимум. Крайният продукт е близък до конвенционалния цимент, но вредните емисии са нулеви, защото се използва електродъгова пещ, захранвана с ток. Когато цените на материалите и горивата хвърчат нагоре, това има значение.

Така изглежда реставрираната с екобетона ръка на Буда СНИМКА: ТЕХНОЛОГИЧЕН УНИВЕРСИТЕТ НАНЯНГ
Така изглежда реставрираната с екобетона ръка на Буда СНИМКА: ТЕХНОЛОГИЧЕН УНИВЕРСИТЕТ НАНЯНГ
Изследователите изчисляват, че ако се приложи в световен мащаб,

новият метод може да произведе около 1,4 гигатона “електрически” цимент и да намали емисиите от въглероден двуокис с приблизително 2 гигатона

Допълнителен бонус е потенциалният сериозен принос към кръговата икономика – когато милиони бетонни конструкции се разрушават всяка година, а отпадъкът от тях е един от най-сериозните замърсители на планетата, всеки материал, който може да има втори живот, е добре дошъл.

Това не е първият опит за производство на екологичен цимент с ниско съдържание на въглерод. През 2022 г. изследователи от Технологичния университет “Нанянг” (NTU) в Сингапур съобщиха, че са открили начин

да създадат биоцимент от карбидни утайки и урея, извлечена от урина на бозайници

Според публикацията в Journal of Environmental Chemical Engineering получената смес е не само по-устойчива, но и много по-евтина.

Учените се гордеят, че използват само отпадъчен материал като суровина. “В дългосрочен план това не само ще направи по-евтино производството на биоцимент, но и ще намали разходите за изхвърляне на отпадъци”, смята един от авторите на изследването проф. Чу Ян. Според него иновативният материал е не само издръжлив и устойчив, но и рентабилен.

Материалът бил тестван при ремонт на ръката на статуя на Буда - обект на световното наследство на ЮНЕСКО в Китай. От изображенията се вижда, че биоциментовият разтвор е безцветен, което го прави идеален за реставрационни дейности, когато е нужно да се запази оригиналният цвят на материала.

Друго интересно потенциално приложение би могло да бъде контролиране на ерозията на почвата, укрепване на земята при строителство или изкопни работи или като фугираща смес за пукнатини. “Биоциментът може да се използва и за запечатване на пукнатини в почвата или скалата, за да се намали просмукването на вода”, казва водещият автор Янг Янг - постдокторант в университета в Чунцин.

Досега много от иновациите, свързани с цимента, са се проваляли, защото изискват или технологии, които не са широко достъпни, или са твърде скъпи и трудни за мащабиране, обяснява Андрей Михай в портала ZME Science. В други случаи усилията са насочени към търсене на алтернативни свързващи вещества, но те често са съпроводени с високи емисии.

И сега учените от Кеймбридж си дават сметка, че може да има доста препятствия по пътя. Едно от тях е, че не навсякъде има съоръжения за рециклиране на бетон. Другото е, че на някои места се използват разновидности на бетон, в които има примеси, а това може да направи материала негоден за рециклиране. Допълнително предизвикателство би била цената на електроенергията, която все още е сравнително висока.

“Циментът е толкова вездесъщ, че все още не можем дори да мечтаем да се отървем от него, но можем да се опитаме да го направим по-екологичен”, обобщава услията на учените ZME Science.