Vi använder mer betong idag än stål, trä, plast och aluminium tillsammans. Som det mest populära konstgjorda materialet på jorden är det det näst mest konsumerade ämnet efter vatten - men betongens miljöpåverkan förbises ofta. Läs vidare för att förstå varför betongens utsläpp är så problematiska och vad forskare gör för att mildra detta.
Betong har använts i stor utsträckning som byggnadsmaterial i århundraden, från Colosseum i Rom med vulkanisk sand som lim, till bostadshus och skyskrapor som använder Portlandcement som en nyckelkomponent i modern betong.
Betong är inte så mycket ett specifikt material som det är en klass av material. Det är kombinationen av sand, grus eller annat fyllnadsmaterial med ett lim - vanligtvis cement eller annat bindemedel. Denna kan sedan förstärkas med stålbalkar eller nät för att ge draghållfasthet och flexibilitet, vilket resulterar i en robust och hållbar struktur.
Betong är det mest använda byggmaterialet i världen, och det är inte svårt att förstå varför. Betong är hållbart, lågt underhåll och både brand- och vattenbeständigt. Det kan skydda människor från vind och regn, och det kan stå emot ännu mer extrema väderförhållanden – vilket vi kan se öka dramatiskt i takt med att klimatet fortsätter att förändras.
Att bygga byggnader av betong är inte riktigt lika billigt som trä eller stål, men betongens stora hållfasthet och hållbarhet gör att denna skillnad kan jämnas ut över tiden. Betong har också flexibiliteten att hällas i plattor eller formar som en vätska, förstärkas med stål och sedan härdas för att stelna till ett stenfast material.
Betongtillverkning står för cirka 8 % av den globala koldioxiden2 utsläpp – en skarp skillnad mot flygindustrins 2.8 % – och dess miljöpåverkan sträcker sig långt bortom.
Detta utsläppsavtryck kommer främst från tillverkningen av Portlandcement, det primära limmet i betong. Cement är gjord av bruten kalksten (kalciumkarbonat) uppvärmd till nästan 1500 grader Celsius, vilket producerar klinker (kalciumoxid, en form av kalk) och CO2. Denna klinker mals och blandas med vatten och gips för att skapa cement.
Betongs miljöpåverkan kan breddas ytterligare än bara CO2 utsläpp. En sådan fråga är värmeöeffekten. Detta är fenomenet där stadsrum är betydligt varmare än omgivande områden på grund av att betong och asfalt har mycket högre värmekapacitet och lägre reflektionsförmåga än grönska. Detta har förvärrat effekterna av klimatförändringarna i städerna.
Dessutom visar begreppet betong "isberg" hur förankrad betong är i vårt stads- och förortslandskap. Beständiga betongkonstruktioner har förändrat hur vi interagerar med naturen. Dammar, som kommer att hålla i årtionden till århundraden, är uppförda för att kontrollera floder och sjöar och kan förhindra ekologiska system från att frodas. Stadsinfrastruktur som köpcentrum, höghus och parkeringar i flera plan producerar alla enorma mängder koldioxid i byggprocessen och lagrar kol på ett oföränderligt sätt som är svårt att dekonstruera – och ännu svårare att effektivt göra sig av med.
Förändringar kan göras både i hur betong produceras och hur vi interagerar med den i byggandet av stadsrum. Som utgångspunkt kan den senaste tekniken optimera tillverkningsprocessen för att minimera slöseri med energi och reaktanter. Att vara kritisk och specifik om mängden betong som krävs i ett projekt och använda mindre där det är möjligt är också mycket effektivt. Men att förändra decennier gamla processer för mer hållbara alternativ kan också visa sig vara användbart där betong fortfarande är det bästa alternativet.
Forskare från University of Colorado kan ha hittat ett sätt att neutralisera kolproduktionen från betongproduktion med biologiskt framställd kalksten. Vissa arter av mikroalger kan skapa kalciumkarbonat som en produkt av fotosyntes, som absorberar koldioxid i processen. Detta kan sedan malas ner som kalksten och värmas till klinker för cement. Detta kan dock göras ännu mer effektivt om klinkerproduktionen i sig minskar dess CO2 produktion. Alternativa bränslen som väte eller biobränslen kan minska den direkta påverkan av förbränning av fossila bränslen.
Dessutom har ingenjörer från Cambridge utarbetat en metod som återanvänder gammal betong som annars skulle deponeras. Ingenjörerna fann att använd cement är kemiskt mycket lik det kalkflöde som används i stålåtervinningsanläggningar. Processen använder gammal cement i stället för kalkfluss som efter återvinning av stålet bildar en slagg nästan identisk med klinker. Detta kan sedan användas för att tillverka ny cement om och om igen. Ballasten kan också återanvändas från gammal betong, vilket ger betydligt mindre avfall av sten och sand, och mindre miljöpåverkan om återvinningsprocessen drivs av förnybar energi.
Är du orolig över dina kemiska processer? Vi är här för att hjälpa. På Chemwatch vi har en rad experter som spänner över alla kemikaliehantering områden, från kemikalielagring till riskbedömning till värmekartläggning, eLearning och mer. Kontakta oss idag för att få veta mer på sa***@ch*******.net.
Källor:
