Сегодня мы используем больше бетона, чем стали, дерева, пластика и алюминия вместе взятых. Как самый популярный искусственный материал на Земле, он является вторым наиболее потребляемым веществом после воды, однако воздействие бетона на окружающую среду часто упускается из виду. Читайте дальше, чтобы понять, почему выбросы бетона настолько проблематичны, и что ученые делают, чтобы смягчить это.
Бетон широко использовался в качестве строительного материала на протяжении веков: от Колизея в Риме с использованием вулканического песка в качестве клея до жилых домов и гигантских небоскребов, в которых портландцемент используется в качестве ключевого компонента современного бетона.
Бетон - это не столько конкретный материал, сколько класс материалов. Это сочетание песка, гравия или другого наполнителя с клеем — обычно цементом или другим связующим веществом. Затем его можно укрепить стальными балками или сеткой, чтобы обеспечить прочность на растяжение и гибкость, в результате чего получится прочная и долговечная конструкция.
Бетон является наиболее широко используемым строительным материалом в мире, и нетрудно понять, почему. Бетон прочен, неприхотлив в уходе, устойчив к огню и воде. Он может защитить людей от ветра и дождя, а также выдержать еще более экстремальные погодные условия, которые, как мы видим, резко возрастают по мере того, как климат продолжает меняться.
Строительство зданий из бетона не так дешево, как из дерева или стали, однако чистая прочность и долговечность бетона позволяет со временем сгладить эту разницу. Бетон также может быть залит в плиты или формы в виде жидкости, армирован сталью, а затем отвержден до твердого материала.
На производство бетона приходится около 8% мирового выброса CO.2 выбросы — разительная разница по сравнению с 2.8% в авиационной отрасли — и его воздействие на окружающую среду выходит далеко за рамки.
Этот след выбросов в основном связан с производством портландцемента, основного клея для бетона. Цемент производится из добытого известняка (карбоната кальция), нагретого почти до 1500 градусов по Цельсию, из которого образуется клинкер (оксид кальция, форма извести) и CO.2. Этот клинкер измельчают и смешивают с водой и гипсом для создания цемента.
Воздействие бетона на окружающую среду может быть расширено даже больше, чем просто CO.2 выбросы. Одной из таких проблем является эффект теплового острова. Это явление, когда городские пространства значительно теплее, чем окружающие районы, из-за того, что бетон и асфальт имеют гораздо более высокую теплоемкость и меньшую отражательную способность, чем зелень. Это усугубило последствия изменения климата в городах.
Кроме того, концепция бетонных «айсбергов» показывает, насколько укоренился бетон в нашем городском и пригородном ландшафте. Прочные бетонные конструкции изменили наше взаимодействие с природой. Плотины, которые прослужат от десятилетий до столетий, возводятся для контроля над реками и озерами и могут помешать процветанию экологических систем. Городская инфраструктура, такая как торговые центры, высотные здания и многоуровневые парковки, производит огромное количество углекислого газа в процессе строительства и хранит углерод в неизменном виде, который трудно разрушить и еще труднее эффективно утилизировать.
Изменения могут быть внесены как в способ производства бетона, так и в то, как мы взаимодействуем с ним при строительстве городских пространств. В качестве отправной точки использование новейших технологий может оптимизировать производственный процесс, чтобы свести к минимуму потери энергии и реагентов. Также очень эффективно быть критическим и конкретным в отношении количества бетона, необходимого в проекте, и использовать меньше, где это возможно. Однако замена отработанных десятилетиями процессов на более устойчивые альтернативы также может оказаться полезной там, где бетон по-прежнему остается лучшим вариантом.
Исследователи из Университета Колорадо, возможно, нашли способ нейтрализовать выброс углерода при производстве бетона с помощью известняка, полученного из биологических источников. Некоторые виды микроводорослей могут создавать карбонат кальция как продукт фотосинтеза, который в процессе поглощает углекислый газ. Затем его можно измельчить, как известняк, и нагреть, чтобы получить клинкер для цемента. Однако это можно сделать еще более эффективным, если само производство клинкера сократит выбросы CO.2 выход. Альтернативные виды топлива, такие как водород или биотопливо, могут уменьшить прямое воздействие сжигания ископаемого топлива.
Кроме того, инженеры из Кембриджа разработали метод перепрофилирования старого бетона, который в противном случае отправился бы на свалку. Инженеры обнаружили, что использованный цемент химически очень похож на известковый флюс, используемый на заводах по переработке стали. В процессе вместо известкового флюса используется старый цемент, который после переработки стали образует шлак, почти идентичный клинкеру. Затем его можно использовать для производства нового цемента снова и снова. Заполнитель также можно повторно использовать из старого бетона, что позволяет значительно уменьшить количество отходов камней и песка и уменьшить воздействие на окружающую среду, если процесс переработки осуществляется за счет возобновляемых источников энергии.
Беспокоитесь о ваших химических процессах? Мы здесь, чтобы помочь. В Chemwatch у нас есть ряд экспертов, охватывающих все химическое управление областях, от хранения химикатов до оценки рисков, теплового картирования, электронного обучения и многого другого. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы узнать больше на sa***@ch*********.net.
Источники:
