Dnes používáme více betonu než ocel, dřevo, plast a hliník dohromady. Jako nejoblíbenější umělý materiál na Zemi je po vodě druhou nejspotřebovanější látkou – dopady betonu na životní prostředí jsou však často přehlíženy. Čtěte dále, abyste pochopili, proč jsou emise betonu tak problematické a co vědci dělají, aby to zmírnili.
Beton je po staletí široce používán jako stavební materiál, od Kolosea v Římě využívající sopečný písek jako lepidlo až po obytné domy a monstrózní mrakodrapy, které používají portlandský cement jako klíčovou složku moderního betonu.
Beton není ani tak specifický materiál, jako spíše třída materiálů. Je to kombinace písku, štěrku nebo jiného výplňového materiálu s lepidlem – obvykle cementem nebo jiným pojivem. To pak může být vyztuženo ocelovými nosníky nebo síťovinou pro zajištění pevnosti v tahu a pružnosti, což vede k robustní a odolné konstrukci.
Beton je nejrozšířenějším stavebním materiálem na světě a není těžké pochopit proč. Beton je odolný, nenáročný na údržbu a odolný vůči ohni i vodě. Dokáže ochránit lidi před větrem a deštěm a dokáže odolat ještě extrémnějším povětrnostním podmínkám – kterých můžeme pozorovat, jak dramaticky narůstají, jak se klima neustále mění.
Stavba budov z betonu není tak levná jako dřevo nebo ocel, ale samotná pevnost a odolnost betonu umožňuje, aby se tato odchylka časem vyrovnala. Beton má také flexibilitu, že jej lze nalévat do desek nebo forem jako kapalinu, vyztužovat ocelí a poté vytvrzovat, aby zatuhl do pevného materiálu.
Výroba betonu je zodpovědná za asi 8 % celosvětového CO2 emise – výrazný rozdíl oproti 2.8 % v leteckém průmyslu – a jeho dopad na životní prostředí sahá daleko za hranice.
Tato emisní stopa pochází především z výroby portlandského cementu, primárního lepidla v betonu. Cement se vyrábí z lomového vápence (uhličitanu vápenatého) zahřátého na téměř 1500 stupňů Celsia, který produkuje slínek (oxid vápenatý, forma vápna) a CO.2. Tento slínek se mele a mísí se s vodou a sádrou za vzniku cementu.
Dopad betonu na životní prostředí může být rozšířen ještě dále než jen CO2 emisí. Jedním z takových problémů je efekt tepelného ostrova. Jedná se o jev, kdy jsou městské prostory výrazně teplejší než okolní oblasti, protože beton a asfalt mají mnohem vyšší tepelnou kapacitu a nižší odrazivost než zeleň. To zhoršilo dopady změny klimatu ve městech.
Koncept betonových „ledovců“ navíc ukazuje, jak zakořeněný je beton v naší městské a příměstské krajině. Trvalé betonové konstrukce změnily způsob, jakým interagujeme s přírodou. Přehrady, které vydrží desítky až staletí, se staví, aby kontrolovaly řeky a jezera a mohou bránit ekologickým systémům v prosperitě. Městská infrastruktura, jako jsou nákupní centra, výškové budovy a vícepodlažní parkoviště, všechny produkují obrovské množství oxidu uhličitého v procesu výstavby a ukládají uhlík neměnným způsobem, který je obtížné dekonstruovat – a ještě těžší je efektivně likvidovat.
Změny lze provést jak ve způsobu výroby betonu, tak v tom, jak s ním komunikujeme při výstavbě městských prostor. Jako výchozí bod lze pomocí nejnovějších technologií optimalizovat výrobní proces, aby se minimalizovala plýtvání energií a reaktanty. Být kritický a konkrétní ohledně množství betonu požadovaného v projektu a používat méně betonu, kde je to možné, je také velmi efektivní. Změna desetiletí starých procesů na udržitelnější alternativy by se však mohla ukázat jako užitečná i tam, kde je beton stále nejlepší volbou.
Vědci z University of Colorado možná našli způsob, jak neutralizovat produkci uhlíku při výrobě betonu pomocí vápence z biologického zdroje. Některé druhy mikrořas mohou jako produkt fotosyntézy vytvářet uhličitan vápenatý, který v procesu absorbuje oxid uhličitý. Ten pak může být rozemlet jako vápenec a zahřát na výrobu slínku na cement. To však může být ještě efektivnější, pokud samotná výroba slínku sníží jeho CO2 výstup. Alternativní paliva, jako je vodík nebo biopaliva, mohou snížit přímý dopad spalování fosilních paliv.
Inženýři z Cambridge navíc vymysleli metodu, která znovu použije starý beton, který by jinak šel na skládku. Inženýři zjistili, že použitý cement je chemicky velmi podobný vápennému tavidlu používanému v závodech na recyklaci oceli. Tento proces používá místo vápenného tavidla starý cement, který po recyklaci oceli tvoří strusku téměř identickou se slínkem. Z toho lze pak znovu a znovu vyrábět nový cement. Kamenivo lze také znovu použít ze starého betonu, což umožňuje výrazně méně odpadu kamení a písku a menší dopad na životní prostředí, pokud je proces recyklace poháněn obnovitelnými zdroji energie.
Zajímá vás vaše chemické procesy? Jsme tu, abychom vám pomohli. Na Chemwatch máme řadu odborníků zahrnující všechny chemický management pole, od skladování chemikálií přes hodnocení rizik až po tepelné mapování, eLearning a další. Kontaktujte nás ještě dnes a dozvíte se více na sa***@ch********.net.
Zdroje:
