We gebruiken tegenwoordig meer beton dan staal, hout, plastic en aluminium samen. Als het meest populaire door de mens gemaakte materiaal op aarde, is het de op één na meest geconsumeerde stof na water, maar de milieueffecten van beton worden vaak over het hoofd gezien. Lees verder om te begrijpen waarom de uitstoot van beton zo problematisch is en wat wetenschappers doen om dit te verminderen.
Beton wordt al eeuwenlang op grote schaal gebruikt als bouwmateriaal, van het Colosseum in Rome dat vulkanisch zand als lijm gebruikt, tot woonhuizen en gigantische wolkenkrabbers die Portland-cement gebruiken als een belangrijk onderdeel van het hedendaagse beton.
Beton is niet zozeer een specifiek materiaal als wel een klasse van materialen. Het is de combinatie van zand, grind of ander vulmateriaal met een lijm, meestal cement of een ander bindmiddel. Dit kan vervolgens worden versterkt met stalen balken of gaas om treksterkte en flexibiliteit te bieden, wat resulteert in een robuuste en duurzame structuur.
Beton is het meest gebruikte bouwmateriaal ter wereld, en het is niet moeilijk te begrijpen waarom. Beton is duurzaam, onderhoudsarm en zowel brand- als waterbestendig. Het kan mensen beschermen tegen wind en regen, en het is bestand tegen nog extremere weersomstandigheden - die we dramatisch kunnen zien toenemen naarmate het klimaat blijft veranderen.
Het bouwen van gebouwen van beton is niet zo goedkoop als hout of staal, maar de enorme sterkte en duurzaamheid van beton zorgen ervoor dat dit verschil in de loop van de tijd gelijk wordt. Beton heeft ook de flexibiliteit om als vloeistof in platen of mallen te worden gegoten, versterkt met staal en vervolgens uitgehard tot een rotsvast materiaal.
Betonproductie is verantwoordelijk voor ongeveer 8% van de wereldwijde CO2 emissies - een groot verschil met de 2.8% van de luchtvaartindustrie - en de impact op het milieu reikt veel verder.
Deze emissievoetafdruk is voornamelijk afkomstig van de productie van Portlandcement, de primaire lijm in beton. Cement wordt gemaakt van gewonnen kalksteen (calciumcarbonaat) verwarmd tot bijna 1500 graden Celsius, waarbij klinker (calciumoxide, een vorm van kalk) en CO2. Deze klinker wordt vermalen en gemengd met water en gips om cement te maken.
Milieu-impact van beton kan nog verder worden uitgebreid dan alleen CO2 uitstoot. Een van die problemen is het hitte-eilandeffect. Dit is het fenomeen waarbij stedelijke ruimtes aanzienlijk warmer zijn dan omliggende gebieden omdat beton en asfalt een veel hogere warmtecapaciteit en een lagere reflectiviteit hebben dan groen. Dit heeft de effecten van klimaatverandering in steden verergerd.
Bovendien laat het concept van betonnen "ijsbergen" zien hoe verankerd beton is in ons stedelijke en voorstedelijke landschap. Duurzame betonnen constructies hebben de manier waarop we omgaan met de natuur veranderd. Dammen, die tientallen jaren tot eeuwen meegaan, worden gebouwd om rivieren en meren te beheersen en kunnen voorkomen dat ecologische systemen gedijen. Stedelijke infrastructuur zoals winkelcentra, hoogbouw en parkeergarages met meerdere verdiepingen produceren allemaal enorme hoeveelheden koolstofdioxide tijdens het bouwproces en slaan koolstof op op een onveranderlijke manier die moeilijk te deconstrueren is - en nog moeilijker om effectief te verwijderen.
Veranderingen kunnen worden aangebracht in zowel de manier waarop beton wordt geproduceerd als hoe we ermee omgaan bij de constructie van stedelijke ruimtes. Als uitgangspunt kan het gebruik van de nieuwste technologieën het productieproces optimaliseren om verspilling van energie en reactanten tot een minimum te beperken. Kritisch en specifiek zijn over de hoeveelheid beton die nodig is in een project en waar mogelijk minder gebruiken is ook zeer effectief. Het veranderen van decennia-oude processen voor duurzamere alternatieven kan echter ook nuttig zijn wanneer beton nog steeds de beste optie is.
Onderzoekers van de Universiteit van Colorado hebben mogelijk een manier gevonden om de koolstofuitstoot van betonproductie te neutraliseren met biologisch gewonnen kalksteen. Sommige soorten microalgen kunnen calciumcarbonaat creëren als een product van fotosynthese, dat daarbij koolstofdioxide absorbeert. Dit kan dan worden vermalen zoals kalksteen zou zijn en verwarmd om klinker voor cement te maken. Dit kan echter nog effectiever worden gemaakt als de klinkerproductie zelf de CO .-uitstoot vermindert2 uitvoer. Alternatieve brandstoffen zoals waterstof of biobrandstoffen kunnen de directe impact van de verbranding van fossiele brandstoffen verminderen.
Bovendien hebben ingenieurs uit Cambridge een methode bedacht die oud beton hergebruikt dat anders naar de vuilstort zou gaan. De ingenieurs ontdekten dat gebruikt cement chemisch sterk lijkt op het kalkvloeimiddel dat wordt gebruikt in staalrecyclingfabrieken. Het proces maakt gebruik van oud cement in plaats van kalkvloeimiddel dat, na recycling van het staal, een slak vormt die bijna identiek is aan klinker. Dit kan vervolgens worden gebruikt om steeds weer nieuw cement te maken. Het aggregaat kan ook worden hergebruikt uit oud beton, waardoor er aanzienlijk minder verspilling van stenen en zand en minder milieu-impact is als het recyclingproces wordt aangedreven door hernieuwbare energie.
Bezorgd over uw chemische processen? We zijn hier om te helpen. Bij Chemwatch we hebben een scala aan experts die alles omvatten chemisch beheer velden, van chemische opslag tot risicobeoordeling tot heat mapping, eLearning en meer. Neem vandaag nog contact met ons op voor meer informatie op: sa***@ch*******.net.
Bronnen:
