اخبار – حتی بدترین گناهکاران نیز می توانند بهبود یابند: این امید کارشناسان در مورد “گناهکار آب و هوا” است. 6 تا 8 درصد CO ساخته دست بشر2 انتشار جهانی ناشی از سیمان است، چسب ضروری برای مصالح ساختمانی سخت و چند منظوره – اما در عین حال قادر است گازهای آزاد شده در طول تولید سیمان را دوباره پس از تولید به صورت شیمیایی متصل کند. حداقل تا حدی: بین 11 تا 30 درصد، بسته به دستور غذا و شرایط.
“کربناسیون” نامی است که به این فرآیند داده شده است که در آن سنگ آهک از هیدروکسید کلسیم در بتن و CO تشکیل می شود.2 – واکنشی آهسته که سال ها طول می کشد و سرعت آن به عوامل زیادی بستگی دارد. کارشناسان مدت‌هاست که استفاده از آن را برای بهبود ردپای کربن بتن در نظر گرفته‌اند – و اکنون، در پروژه DemoUpCARMA، کارشناسان Empa با شرکای تحت رهبری ETH زوریخ (به جعبه اطلاعات مراجعه کنید) کار می‌کنند تا آزمایش کنند که آیا و چگونه می‌توان از این فرآیند استفاده کرد و قبل از اینکه همه چیز سرعت بگیرد. در یک کارخانه بتن واقعی
انجام آنالیز در آزمایشگاه های Empa
به طور خاص: در کارخانه نصب شده ویژه شرکت Kästli Bau AG در روبیگن، کانتون برن – و با مواد بازیافتی از سازه های بتنی تخریب شده. دی اکسید کربنی که این ماده را “تغذیه” می کند از یک تصفیه خانه فاضلاب مجاور می آید و در حالت مایع تحویل می شود. سپس در کارخانه، در یک سیلو مخصوص ذخیره می شود، از آنجا گرانول های بازیافتی به طور مداوم با استفاده از فرآیندی که توسط شرکت مستقر در برن neustark AG ایجاد شده است – به عبارت دیگر، در معرض CO خالص قرار می گیرند.2 گاز و جذب به طور دقیق اندازه گیری شده است. تیم کارشناسان به طور مفصل فرآیندهایی را که در طول CO انجام می شود بررسی می کند2 دریافت گرانول بازیافتی آنها همچنین بررسی کردند که چگونه به اصطلاح “آب بازیافتی” از آب، سیمان و ماسه، که برای مثال در هنگام تمیز کردن وسایل نقلیه بتنی و کارخانه های اختلاط به دست می آید، می تواند برای اتصال دی اکسید کربن استفاده شود.
آندریاس لیمان و فرانک وینفلد از آزمایشگاه بتن و آسفالت Empa آزمایش‌های متعددی را برای تعیین اینکه سنگدانه بازیافتی چقدر خوب و کارآمد CO2 را جذب می‌کند انجام دادند.2 و تحت چه شرایطی – با نتایج شگفت انگیز. نمونه‌های مواد تیمار شده تغییرات واضحی را در زیر میکروسکوپ نشان دادند: ذرات کوچک‌تر دارای تکه‌هایی از قسمت‌های تیره و روشن روی سطحی بودند که سنگ سیمان اصلی تغییر کرده بود.
تجزیه و تحلیل میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد که بخش های روشن کربنات کلسیم هستند، در حالی که فازهای تیره عمدتاً از هیدرات سیلیکات کلسیم – به اختصار CSH – محصول اصلی هیدراتاسیون سیمان است که به بتن استحکام می بخشد. این CSH مقداری از کلسیم خود را با کربناته شدن از بین برده است: بنابراین کلسیم کمتری دارد و به نوبه خود می تواند با ترکیبات سیمانی تازه تشکیل شده در بتن بازیافتی واکنش دهد – که منجر به افزایش مقاومت فشاری آن می شود.
آزمایش های عملی با انواع مختلف بتن که معمولاً در سوئیس استفاده می شود این بینش ها را تأیید کرد. محصولات بازیافتی با دانه های بتن کربنیزه استحکام بالاتری نسبت به بتن های مقایسه ای با مواد بازیافتی تصفیه نشده دارند. لیمان می‌گوید: «بنابراین فاز واکنشی که به تازگی در دانه‌ها شکل می‌گیرد و استحکام بالاتری در بتن بازیافتی ایجاد می‌کند، ما را شگفت‌زده کرد.»
علاوه بر این، تجزیه و تحلیل ها نشان می دهد که رطوبت نقش مهمی در CO ایفا می کند2 انباشتگی: مخلوط‌های بازیافتی خشک‌تر نسبت به موادی که خیلی مرطوب بودند، جذب GHG را به‌طور قابل‌توجهی سریع‌تر نشان دادند. و از آنجایی که ذخیره سازی در فضای باز گرانول های بازیافتی در سوئیس دقیقاً خشک شدن را ترویج نمی کند، کارشناسان Empa می پرسند که آیا این فرآیند نیاز به بهینه سازی فنی دارد یا خیر.
بهبود قابل توجهی در نزدیکی
نتایج مثبت نشان می دهد که این فرآیند می تواند بتن را از دو جهت سازگارتر با آب و هوا کند. ابتدا با جذب CO2 برای “سبک کردن” اتمسفر: تا 10 درصد از گازهای گلخانه ای که در طول تولید سیمان برای بتن اصلی در اتمسفر منتشر می شود می تواند توسط مصالح ساختمانی جدید جذب شود.
دوم، با کاهش محتوای سیمان بتن بازیافتی – به میزان 5 تا 7 درصد – به دلیل مقاومت بالاتر آن. نکته اصلی، به گفته کارشناسان Empa، این است که پتانسیل CO2 پس انداز خوب 15 درصد است.
و: CO2 تصفیه “آب بازیافتی” پتانسیل بیشتری را نشان داد. نمونه ها توانستند مقدار قابل توجهی از گاز را در آنالیزها به هم متصل کنند: حدود 120 گرم در هر کیلوگرم ماده خشک. استفاده از این ماده همچنین منجر به افزایش، هرچند اندکی، در مقاومت بتنی شد که به آن اضافه شد.
البته اینکه این نتایج تا چه حد می توانند در عمل اعمال شوند، هنوز یک سوال باز است. به عنوان مثال، این سوال که چقدر و با چه هزینه های فنی و مالی می توان این فرآیند را در کارخانه های بتن اجرا کرد. و اینکه چگونه کربناته شدن گرانول های بازیافتی روی بتن های مختلف در دراز مدت تاثیر می گذارد. در طول عمر چند دهه خدمات.
پتانسیل بزرگ در طول چرخه زندگی
ارزیابی اولیه از این به اصطلاح داده می شود تجزیه و تحلیل چرخه زندگی توسط رومن ساکی و کریستین بائر از گروه ارزیابی فناوری در موسسه پل شرر (PSI) در ویلیگن، همراه با آندریاس لیمان، کارشناس Empa. با در نظر گرفتن تمام تأثیرات روی CO2 انتشار گازهای گلخانه ای از تولید، استفاده برای دفع بتن “کلاسیک” و همچنین انواع تصفیه نشده و CO2– سنگدانه های بازیافتی غنی شده، این مطالعه نشان می دهد که مواد کربن شده می تواند اثر خالص گاز گلخانه ای را تا حدود 13 درصد کاهش دهد – در مقایسه با بتن با سیمان معمولی و بدون مواد بازیافتی. برای بتن با مواد بازیافتی، اثر هنوز 9 درصد است. پتانسیل قابل توجهی
پروژه آزمایشی چند نفره جاه طلبانه
DemoUpCARMA مخفف “نمایش و مقیاس پذیری راه حل های مدیریت دی اکسید کربن برای Net-Zero Switzerland” است. تحت رهبری ETH زوریخ، کارشناسان Empa، Eawag، PSI و شرکت‌های Kästli Bau AG و neustark AG با 18 شریک دیگر از تحقیقات و صنعت کار می‌کنند تا مسیرهایی را برای تولید گازهای گلخانه‌ای منفی شناسایی و کشف کنند. علاوه بر ذخیره CO2 در بتن جدید و بازیافتی در سوئیس، این همچنین شامل مطالعه ای در مورد حمل و نقل و ذخیره سازی دائمی CO است2 در یک مخزن زمین شناسی در ایسلند در پروژه جداگانه DemoUpStorage. هر دو پروژه توسط اداره فدرال انرژی سوئیس (SFOE) و اداره فدرال سوئیس برای محیط زیست (FOEN) تامین مالی و پشتیبانی می شوند.
