211service.com
Wat is er met groen beton gebeurd?
In 2010 noemde deze publicatie milieuvriendelijker beton als een van de 10 baanbrekende technologieën van het jaar (zie TR10: Groen Beton). Gezien het feit dat de honger van de wereld naar beton ongeveer 5 procent van de wereldwijde uitstoot van koolstofdioxide bijdraagt, zou de impact enorm kunnen zijn. Maar is het idee ergens gebleven?
In Middletown, Ohio, wordt in 2013 beton gegoten, voornamelijk gemaakt van vliegas.
Koolstofopname
Vijf jaar geleden liep Novacem, een bedrijf dat voortkwam uit Imperial College London, in de voorhoede van groen cement. De hoofdwetenschapper van het bedrijf, Nikolaos Vlasopoulos, had een manier ontdekt om Portlandcement - het bindende materiaal in beton - te vervangen door een materiaal van magnesiumoxide. Dit materiaal nam koolstofdioxide op in zijn structuur wanneer het werd gemengd met water, en het koolstofdioxide en magnesium vormden carbonaten die het cement versterkten. Het materiaal had geen kalksteen nodig, die koolstof afgeeft wanneer het wordt verwarmd tijdens het cementproductieproces.
Ondanks de belofte van het materiaal kon Novacem niet genoeg geld inzamelen. Vlasopoulos zegt dat de financiële crisis die in 2008 begon, het moeilijk maakte om investeerders aan te trekken. Het bedrijf verkocht zijn intellectuele eigendom aan Australië's Calix en werd in september 2012 geliquideerd. Vlasopoulos werkt nu bij de cementgigant Lafarge.
Een groenbetonbedrijf genaamd Calera is nog steeds actief, maar streeft niet langer naar het idee om koolstof in Portlandcement te mengen. Calera demonstreerde deze technologie een paar jaar geleden op trottoirs, maar het vond meer waarde in het gebruik van het materiaal om vezelcementplaten te maken die worden gebruikt in de achterkant van badkamertegels of buitenbeplating, zegt de chief operating officer en president van het bedrijf, Martin Devenney. Calera runt een proeffabriek die tot twee ton cement per dag produceert uit koolstofdioxide en industrieel afval, waarbij ongeveer vier tiende van een ton koolstofdioxide in elke ton van het materiaal wordt vastgelegd. Het bedrijf is van plan de boards dit jaar commercieel te gaan produceren, maar verwacht dat het opschalen van de technologie nog enkele jaren zal duren.
Enkele andere bedrijven hebben vooruitgang geboekt in de richting van groener cement. Koolstof genezen , gevestigd in Halifax, Nova Scotia, en Solidia Technologies , gevestigd in New Jersey, volgen twee verschillende benaderingen.
CarbonCure verkoopt een technologie die samen met water koolstofdioxide, opgevangen uit industriële processen, in Portland-cement injecteert. De vaste stoffen die tijdens dit proces worden gevormd, kunnen de sterkte van het materiaal met 10 tot 20 procent verbeteren, zegt de CTO van het bedrijf, Kevin Cail. Ongeveer 20 gebouwinstallaties hebben blokken gebruikt die zijn gemaakt met het CarbonCure-proces sinds het in 2013 op de markt werd gebracht, zegt Cail. Twee recente projecten in Miami hebben meer dan 2.700 ton koolstofdioxide bespaard, wat neerkomt op 125.000 bomen die in een jaar worden opgenomen, zegt Jennifer Wagner, vice-president duurzaamheid van het bedrijf.
De ecologische voetafdruk van elk blok wordt echter doorgaans met slechts 5 procent verminderd. Als een cementfabriek zijn eigen koolstofdioxide niet vastlegt (en de meeste niet), moet het gas uit andere bronnen worden aangevoerd. Het proces is ook nog niet mobiel, dus het kan niet worden gebruikt voor on-demand toepassingen zoals het opvullen van opritten. Een versie die op bouwplaatsen kan worden gebruikt, komt de komende maanden, zegt Cail.
Solidia Technologies , opgericht in 2008, ontwikkelt nog steeds zijn technologie om koolstofdioxide in beton vast te leggen, maar heeft steun van grote bedrijven zoals Lafarge en van de Federal Highway Administration van het Amerikaanse Department of Transportation. De technologie, voor het eerst ontwikkeld aan de Rutgers University, bestaat uit het mengen van een cementpoeder met zand en het vervolgens opvullen van open ruimtes met water en kooldioxide. Het cement reageert met het kooldioxide om calciumcarbonaat en silica te maken, die het materiaal uitharden tot beton. Het beton zou 10 tot 25 procent sterker kunnen zijn dan de materialen van vandaag, zegt Tom Schuler, CEO van Solidia, en het zal beter bestand zijn tegen scheuren in omgevingen waar bevriezen en ontdooien gebruikelijk is.
Meer met minder
Het opslaan van koolstofdioxide in cement is niet de enige manier om de ecologische voetafdruk van het materiaal te verbeteren.
MIT's Concrete Sustainability Hub heeft laten zien hoe nano-engineering beton twee keer zo bestendig kan maken tegen breuken zonder het gewicht of de chemische samenstelling significant te veranderen, zegt de directeur van het lab, Franz-Josef Ulm. Dit zou fabrikanten in staat stellen om minder beton te gebruiken in het algehele bouwproces zonder in te boeten aan sterkte. De bevinding verscheen in Natuurcommunicatie afgelopen jaar.
Een andere benadering is om de eigenschappen van beton te veranderen door materialen toe te voegen zoals vliegas, een bijproduct van het verbranden van steenkool. Dat materiaal wordt al tientallen jaren in kleine hoeveelheden aan beton toegevoegd, maar CeraTech , een bedrijf buiten Washington, D.C., maakt beton dat voor 95 procent uit vliegas bestaat. Het gebruikt half zoveel water als het Portlandcement dat het vervangt en gaat tot drie keer langer mee, zegt Mark Wasilko, executive vice president van het bedrijf. Het materiaal wordt gemaakt door een chemische reactie in plaats van dat het in een oven wordt gebakken. CeraTech richt het product op olie- en gasbedrijven die materialen nodig hebben met thermische en corrosiebestendigheid. De Sefa-groep , heeft ondertussen een proces ontwikkeld om beton te maken met vliegas uit de grond naast wat kan worden opgevangen uit kolencentrales. Deze techniek kan helpen bij het opruimen van vuilstortplaatsen en vijvers die al jaren zijn gevuld met as.
De afhaalmaaltijd:
Beton dat beter is voor het milieu wordt tegenwoordig op kleine schaal gebruikt. Maar over het algemeen is het recept voor beton niet veel veranderd. Hoewel de Portland Cement Association, een handelsgroep, erop wijst dat verbeterde fabrieken en processen de industrie hebben geholpen de energie-efficiëntie sinds de jaren zeventig met 40 procent te verbeteren, zullen nieuwe technologieën nodig zijn om de naald aanzienlijk meer te verplaatsen.
Heb je een grote vraag? Stuur suggesties naar [email protected].