Beton hat ein Kohlenstoffproblem.

20/07/2022

Wir verwenden heute mehr Beton als Stahl, Holz, Kunststoff und Aluminium zusammen. Als beliebtestes von Menschenhand hergestelltes Material auf der Erde ist es nach Wasser die am zweithäufigsten verbrauchte Substanz – die Umweltauswirkungen von Beton werden jedoch oft übersehen. Lesen Sie weiter, um zu verstehen, warum die Emissionen von Beton so problematisch sind und was Wissenschaftler tun, um dies zu mindern. 

Was ist konkret?

Beton ist seit Jahrhunderten als Baumaterial weit verbreitet, vom Kolosseum in Rom, das Vulkansand als Klebstoff verwendet, bis hin zu Wohnhäusern und gigantischen Wolkenkratzern, die Portlandzement als Schlüsselkomponente des modernen Betons verwenden.

Portlandzement, der am häufigsten in Beton, Mörtel und Mörtel verwendete Klebstoff, wurde 1824 erfunden.
Portlandzement, der am häufigsten in Beton, Mörtel und Mörtel verwendete Klebstoff, wurde 1824 erfunden.

Beton ist weniger ein bestimmtes Material als vielmehr eine Klasse von Materialien. Es ist die Kombination von Sand, Kies oder anderem Füllmaterial mit einem Klebstoff – normalerweise Zement oder einem anderen Bindemittel. Diese kann dann mit Stahlträgern oder Netzen verstärkt werden, um Zugfestigkeit und Flexibilität zu gewährleisten, was zu einer robusten und langlebigen Struktur führt.

Warum ist es so beliebt?

Beton ist das am häufigsten verwendete Baumaterial auf der Welt, und es ist nicht schwer zu verstehen, warum. Beton ist langlebig, wartungsarm und sowohl feuer- als auch wasserbeständig. Es kann Menschen vor Wind und Regen schützen, und es kann sogar noch extremeren Wetterbedingungen standhalten – die wir dramatisch zunehmen sehen, wenn sich das Klima weiter ändert. 

Der Bau von Gebäuden aus Beton ist nicht ganz so billig wie Holz oder Stahl, aber die schiere Festigkeit und Haltbarkeit von Beton lässt diese Schwankungen im Laufe der Zeit ausgleichen. Beton hat auch die Flexibilität, als Flüssigkeit in Platten oder Formen gegossen, mit Stahl verstärkt und dann zu einem felsenfesten Material ausgehärtet zu werden. 

Der COXNUMX-Fußabdruck von Beton

Die Betonherstellung ist für etwa 8 % des globalen COXNUMX verantwortlich2 -Emissionen – ein deutlicher Unterschied zu den 2.8 % der Luftfahrtindustrie – und ihre Umweltauswirkungen gehen weit darüber hinaus.

Für jede produzierte Tonne Zement werden etwa 600 Kilogramm Kohlendioxid freigesetzt.
Für jede produzierte Tonne Zement werden etwa 600 Kilogramm Kohlendioxid freigesetzt.

Dieser Emissionsfußabdruck stammt hauptsächlich aus der Herstellung von Portlandzement, dem Hauptkleber in Beton. Zement wird aus gebrochenem Kalkstein (Kalziumkarbonat) hergestellt, der auf fast 1500 Grad Celsius erhitzt wird, wodurch Klinker (Kalziumoxid, eine Form von Kalk) und CO entstehen2. Dieser Klinker wird gemahlen und mit Wasser und Gips zu Zement vermischt. 

Die Umweltauswirkungen von Beton können sogar noch weiter ausgedehnt werden als nur CO2 Emissionen. Ein solches Problem ist der Wärmeinseleffekt. Dies ist das Phänomen, bei dem städtische Räume deutlich wärmer sind als umliegende Gebiete, da Beton und Asphalt eine viel höhere Wärmekapazität und ein geringeres Reflexionsvermögen als Grün haben. Dies hat die Auswirkungen des Klimawandels in den Städten verstärkt.

Darüber hinaus zeigt das Konzept der „Eisberge“ aus Beton, wie fest Beton in unserer städtischen und vorstädtischen Landschaft verankert ist. Langlebige Betonkonstruktionen haben unseren Umgang mit der Natur verändert. Staudämme, die Jahrzehnte bis Jahrhunderte überdauern werden, werden errichtet, um Flüsse und Seen zu kontrollieren, und können das Gedeihen von Ökosystemen verhindern. Städtische Infrastrukturen wie Einkaufszentren, Hochhäuser und mehrstöckige Parkhäuser produzieren alle enorme Mengen an Kohlendioxid im Bauprozess und speichern Kohlenstoff auf unveränderliche Weise, die schwer zu dekonstruieren – und noch schwieriger effektiv zu entsorgen ist.

Einige konkrete Lösungen

Sowohl die Herstellung von Beton als auch der Umgang damit beim Bau urbaner Räume können verändert werden. Als Ausgangspunkt kann der Einsatz der neuesten Technologien den Herstellungsprozess optimieren, um die Verschwendung von Energie und Reaktanten zu minimieren. Es ist auch sehr effektiv, die in einem Projekt erforderliche Betonmenge kritisch und genau zu beurteilen und nach Möglichkeit weniger zu verwenden. Die Umstellung jahrzehntealter Prozesse auf nachhaltigere Alternativen könnte sich jedoch auch dort als nützlich erweisen, wo Beton immer noch die beste Option ist.

Einige Umweltauswirkungen von Beton können gemildert werden, indem einfach weniger verwendet wird, zugunsten von Materialien, die weniger Emissionen verursachen, leichter recycelbar sind und den städtischen „Wärmeinsel“-Effekt verringern können.
Einige Umweltauswirkungen von Beton können gemildert werden, indem einfach weniger verwendet wird, zugunsten von Materialien, die weniger Emissionen verursachen, leichter recycelbar sind und den städtischen „Wärmeinsel“-Effekt verringern können.

Forscher der University of Colorado haben möglicherweise einen Weg gefunden, den Kohlenstoffausstoß der Betonherstellung mit biologisch gewonnenem Kalkstein zu neutralisieren. Einige Arten von Mikroalgen können als Produkt der Photosynthese Calciumcarbonat erzeugen, das dabei Kohlendioxid absorbiert. Dieser kann dann wie Kalkstein gemahlen und erhitzt werden, um Klinker für Zement herzustellen. Dies kann jedoch noch effektiver gestaltet werden, wenn die Klinkerproduktion selbst ihr CO reduziert2 Ausgang. Alternative Kraftstoffe wie Wasserstoff oder Biokraftstoffe können die direkten Auswirkungen der Verbrennung fossiler Brennstoffe reduzieren. 

Darüber hinaus haben Ingenieure aus Cambridge eine Methode entwickelt, die alten Beton wiederverwertet, der sonst auf Deponien landen würde. Die Ingenieure stellten fest, dass Altzement dem in Stahlrecyclinganlagen verwendeten Kalkmehl chemisch sehr ähnlich ist. Der Prozess verwendet alten Zement anstelle von Kalkfluss, der nach dem Recycling des Stahls eine nahezu klinkerähnliche Schlacke bildet. Daraus kann dann immer wieder neuer Zement hergestellt werden. Der Zuschlagstoff kann auch aus altem Beton wiederverwendet werden, wodurch deutlich weniger Steine ​​und Sand verschwendet werden und die Umwelt weniger belastet wird, wenn der Recyclingprozess mit erneuerbarer Energie betrieben wird.

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