コンクリートには炭素の問題があります。

20 / 07 / 2022

今日、私たちは鉄鋼、木材、プラスチック、アルミニウムの組み合わせよりも多くのコンクリートを使用しています。 地球上で最も人気のある人工材料として、水に次いでXNUMX番目に消費される物質ですが、コンクリートの環境への影響は見過ごされがちです。 コンクリートの排出がなぜそれほど問題になるのか、そしてこれを軽減するために科学者が何をしているのかを理解するために読んでください。 

コンクリートとは?

コンクリートは、火山砂を接着剤として使用するローマのコロッセオから、現代​​のコンクリートの主要成分としてポートランドセメントを使用する住宅や巨大​​な超高層ビルまで、何世紀にもわたって建築材料として広く使用されてきました。

コンクリート、グラウト、モルタルに使用される最も一般的な接着剤であるポルトランドセメントは、1824年に発明されました。
コンクリート、グラウト、モルタルに使用される最も一般的な接着剤であるポルトランドセメントは、1824年に発明されました。

コンクリートは、ある種の材料であるため、それほど特定の材料ではありません。 これは、砂、砂利、またはその他のフィラー材料と接着剤(通常はセメントまたは別の結合剤)との組み合わせです。 次に、これを鋼製の梁またはメッシュで補強して、引張強度と柔軟性を提供し、堅牢で耐久性のある構造を実現します。

なぜそれがそんなに人気があるのですか?

コンクリートは世界で最も広く使用されている建築材料であり、その理由を理解するのは難しいことではありません。 コンクリートは耐久性があり、メンテナンスが少なく、耐火性と耐水性の両方があります。 風雨から人々を守り、さらに極端な気象条件に耐えることができます。気候が変化し続けるにつれて、劇的に増加することがわかります。 

コンクリートから建物を建設することは、木や鋼ほど安くはありませんが、コンクリートのせん断強度と耐久性により、この変動は時間の経過とともに均等になります。 コンクリートはまた、液体としてスラブや型に流し込み、鋼で補強し、硬化させて固い材料にする柔軟性を備えています。 

コンクリートのカーボンフットプリント

コンクリート製造は世界のCOの約8%を占めています2 排出量(航空業界の2.8%とは大きく異なる)とその環境への影響は、はるかに超えています。

生産されるセメント600トンごとに約XNUMXキログラムの二酸化炭素が放出されます。
生産されるセメント600トンごとに約XNUMXキログラムの二酸化炭素が放出されます。

この排出フットプリントは、主にコンクリートの主要な接着剤であるポルトランドセメントの製造に由来します。 セメントは、約1500℃に加熱された採石された石灰石(炭酸カルシウム)から作られ、クリンカー(酸化カルシウム、石灰の一種)とCOを生成します2。 このクリンカーは粉砕され、水と石膏と混合されてセメントが作られます。 

コンクリートの環境への影響は、単なるCOよりもさらに拡大することができます2 排出量。 そのような問題のXNUMXつは、ヒートアイランド効果です。 これは、コンクリートやアスファルトの熱容量が緑よりもはるかに高く、反射率が低いため、都市空間が周辺地域よりも大幅に暖かくなる現象です。 これは都市の気候変動の影響を悪化させました。

さらに、コンクリートの「氷山」の概念は、都市と郊外の風景にコンクリートがどのように定着しているかを示しています。 耐久性のあるコンクリート構造は、私たちが自然と相互作用する方法を変えました。 数十年から数世紀続くダムは、川や湖を制御するために建てられ、生態系の繁栄を妨げる可能性があります。 ショッピングセンター、高層ビル、多層駐車場などの都市インフラストラクチャはすべて、建設プロセスで大量の二酸化炭素を生成し、分解が困難で、効果的に処分するのがさらに難しい不変の方法で炭素を貯蔵します。

いくつかの具体的な解決策

コンクリートの製造方法と、都市空間の建設におけるコンクリートとの相互作用の両方に変更を加えることができます。 出発点として、最新のテクノロジーを使用すると、製造プロセスを最適化して、無駄なエネルギーと反応物を最小限に抑えることができます。 プロジェクトに必要なコンクリートの量について批判的かつ具体的にし、可能な限り使用量を減らすことも非常に効果的です。 ただし、数十年前のプロセスをより持続可能な代替案に変更することも、コンクリートが依然として最良の選択肢である場合に役立つ可能性があります。

コンクリートの環境への影響の一部は、使用量を減らすだけで軽減でき、排出量が少なく、リサイクルが容易で、都市の「ヒートアイランド」の影響を減らすことができる材料を優先します。
コンクリートの環境への影響の一部は、使用量を減らすだけで軽減でき、排出量が少なく、リサイクルが容易で、都市の「ヒートアイランド」の影響を減らすことができる材料を優先します。

コロラド大学の研究者は、生物学的に調達された石灰石を使用してコンクリート生産の炭素排出量を中和する方法を発見した可能性があります。 微細藻類のいくつかの種は、光合成の産物として炭酸カルシウムを生成する可能性があり、その過程で二酸化炭素を吸収します。 次に、これを石灰石のように粉砕し、加熱してセメント用のクリンカーを作ることができます。 ただし、クリンカーの生産自体がCOを削減する場合、これはさらに効果的になります。2 出力。 水素やバイオ燃料などの代替燃料は、化石燃料の燃焼による直接的な影響を減らすことができます。 

さらに、ケンブリッジのエンジニアは、そうでなければ埋め立て地に行く古いコンクリートを再利用する方法を考案しました。 エンジニアは、使用済みセメントが鉄鋼リサイクルプラントで使用される石灰フラックスと化学的に非常に類似していることを発見しました。 このプロセスでは、石灰フラックスの代わりに古いセメントを使用します。石灰フラックスは、鋼をリサイクルした後、クリンカーとほぼ同じスラグを形成します。 その後、これを使用して新しいセメントを何度も作成できます。 骨材は古いコンクリートから再利用することもできるため、岩や砂の廃棄物を大幅に削減でき、リサイクルプロセスが再生可能エネルギーを利用している場合は環境への影響も少なくなります。

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