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Neue Formel Könnte Die Verschmutzung Durch Beton Verringern
Neue Formel Könnte Die Verschmutzung Durch Beton Verringern

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Anonim

Der neue Beton würde weniger zur globalen Erwärmung beitragen und stärker sein.

Beton ist das weltweit am häufigsten verwendete Baumaterial und trägt maßgeblich zu den globalen Treibhausgasemissionen bei. Durch die Verwendung einer anderen chemischen Formel zur Herstellung des Materials deuten neue Forschungsergebnisse darauf hin, dass der CO2-Fußabdruck von Beton erheblich reduziert werden kann.

Beton hat eine komplexe Molekülstruktur aus einer Mischung von Sand, Kies, Wasser und Zement. Der Zement wird hergestellt, indem ein kalziumreiches Material, typischerweise Kalkstein, mit einem silikareichen Material, typischerweise Ton, bei Temperaturen von etwa 1, 500 Grad Celsius erhitzt wird. Dieser Prozess, der normalerweise mit Kohle betrieben wird, erzeugt eine harte Masse, die dann zu Pulver gemahlen wird. Die Herstellung von Zement macht einen erheblichen Teil der gesamten Treibhausgasemissionen von Beton aus.

Jedes Jahr werden mehr als 20 Milliarden Tonnen Beton produziert, die bis zu 10 Prozent der weltweiten anthropogenen Kohlendioxidproduktion ausmachen. Ein gestern vom Massachusetts Institute of Technology veröffentlichter Bericht legt nahe, dass eine Verringerung des Verhältnisses von Kalzium zu Silikat in Zement die Festigkeit des Materials verbessern, das Materialvolumen verringern und die mit Beton verbundenen Emissionen um mehr als die Hälfte senken würde.

Laut Roland Pellenq, leitender Wissenschaftler und Autor des MIT in dem Bericht, wird der Betonverbrauch derzeit auf das Dreifache des Stahlverbrauchs geschätzt. "Es gibt keine andere Lösung, um die Menschheit auf dauerhafte Weise zu schützen und Flüssigkeit in 10 Stunden bei Raumtemperatur in Stein zu verwandeln. Das ist die Magie von Zement", sagte er.

Stärker und glasiger

Das Verhältnis von Calcium zu Siliciumdioxid in herkömmlichen Zementen reicht von 1,2 bis 2,2, wobei 1,7 als akzeptierter Standard gilt. Durch die Erstellung einer Datenbank aller möglichen chemischen Formulierungen stellte das MIT-Forschungsteam fest, dass 1,5 Teile Kalzium pro 1 Teil Kieselsäure laut Pellenq das "magische Verhältnis" sind.

Mit dieser Mischung kann das Material "die zweifache Beständigkeit von normalem Zement bei mechanischer Bruchfestigkeit mit einem molekularen Design erreichen", sagte er.

Da die Betonproduktion sehr treibhausgasintensiv ist, wirkt sich eine Verringerung des Kalziumgehalts im Zement positiv auf die Emissionen aus. Laut Pellenq könnten die Reduzierungen bis zu 60 Prozent betragen.

Die Verwendung dieser Formel würde auch die mechanische Festigkeit von Beton verbessern und dem Material eine glasigere und weniger kristalline Struktur verleihen, wodurch es bruchsicherer würde. Die Öl- und Gasindustrie hat ein besonderes Interesse daran, um Bohrlochgehäuse herum stärkeren Beton zu verwenden, um Leckagen und Ausblasen zu verhindern.

Die Forscher werden nun weitere Tests mit der neuen Formel durchführen, um zu beweisen, dass ihre in der Zeitschrift Nature Communications veröffentlichten Ergebnisse für Anwendungen wie Infrastruktur und Gebäude von der molekularen zur technischen Skala übersetzt werden.

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