Како свет наставља да се урбанизује, наша плаво-зелена планета из дана у дан постаје све више сива. Производња цемента, као материјала који ствара већину светских мостова, брана, путева, домова и осталих конструкција, сваке године ослобађа екстремне количине угљен-диоксида у нашу атмосферу.
Главни елемент бетона, цемент, представља „лепак“ који повезује остале састојке бетона заједно. Цемент је прашкасти материјал који, када се помеша водом, песком и шљунком, формира бетон, а када се помеша само са водом и песком, даје малтер.
Половина емисија које настају при коришћењу цемента настају при производњи, у процесу калцинације који се одвија на температурама изнад 1.400 °C. Додатних 40% емисија настаје сагоревањем фосилних горива потребних за загревање пећи до температура потребних за овај процес. Преосталих 10% емисија одлази приликом сагоревања горива потребних за ископавање и транспорт сировина.
У 2020. години емисије угљен-диоксида из производње цемента износиле су 1.626 милиона тона. Да би се ублажили утицаји на животну средину повезани са производњом цемента, користе се алтернативе попут геополимера и Солидија цемента.
Геополимери
Истраживачи са Техничког универзитета у Дармштату предлажу геополимере као алтернативу цементу. Ова минерална везива нису само еколошки прихватљивија, већ су и отпорнија на хемијске агенсе и високе температуре.
Чврста материја је природни камен, односно минерал, због чега назив полимера има префикс „гео“.
Геополимери су двокомпонентни системи. Састоје се од реактивне чврсте супстанце која садржи силицијум и алуминијум оксид, и основног активационог раствора. Извори алуминијума у природи нису присутни у облику карбоната и стога, када се активирају за употребу као што је цемент, не ослобађају велике количине угљен-диоксида. Најлакше доступне сировине које садрже алуминијум и силицијум су пепео и шљака.
Еколошки су прихватљивији од цемента јер је почетни материјал потребно загрејати до 700°C уместо 1.400 °C и користе 50% мање воде у односу на цемент. Поред тога, одликују их дуг радни век пре укрућења, непропусност и већа отпорност на топлоту, као и отпорност на неорганске раствараче. Геополимерни цементи се могу користити за трајно инкапсулирање радиоактивног и других врста отпадног материјала.
Солидија цемент
Овај вид цемента је нехидраулично везиво (очвршћава само на ваздуху) које се производи у постојећим цементним пећима користећи исту сировину као индустријски стандард. Кључна разлика је у томе што се ово везиво производи користећи мање кречњака и на нижим температурама сагоревања у пећи (до 1.200 °C). Ово доводи до смањења емисија угљен-диоксида за 30%.
Солидија цемент се учвршћује угљен-диоксидом уместо водом (очвршћава за мање од 24 часа), издвајајући око 240 килограма CО2 за сваку тону цемента и уједно штедећи воду која би се користила при стандардној производњи.
Главна предност ове алтернативе јесте чињеница да задржава угљен-диоксид у облику калцијум-карбоната уместо да га ослобађа у ваздух, што смањује емисије за додатних 20%.
Широко глобално усвајање солидија цемента би смањило потрошњу енергије у цементарама за приближно 260 милиона барела нафте или 67 милиона тона угља, избегло скоро 100 милиона тона бетона на депонијама и преполовило емисије живе, азот-оксида и сумпор-оксида.
Нажалост, алтернативе цементу још нису постигле широку комерцијалну употребу и тренутно се користе само у специфичним производњама. Потребно је још времена да се процени истрајност ових материјала како бисмо били сигурни да ће објекти изграђени од њих парирати онима изграђених од цемента.
Литература:
https://www.proquest.com/
https://www.researchgate.net/
https://www.chathamhouse.org/
https://www.sciencedirect.com/
