ETH istraživači razvijaju niskougljenični cement sa znatno nižim sadržajem CO2 od tradicionalnog cementa. Projekat Ultra Green Concrete ima za cilj da beton sa niskim sadržajem ugljenika i visokim performansama učini široko dostupnim.
Beton je najrasprostranjeniji građevinski materijal širom sveta, koji predstavlja osnovu infrastrukture našeg savremenog društva. Delimično se može reciklirati i može čak da apsorbuje CO2 iz atmosfere tokom procesa sušenja. Međutim, količina CO2 koja se oslobađa tokom procesa proizvodnje daleko premašuje količinu koja se kasnije može ponovo apsorbovati.
Zbog toga industrija betona generiše oko 8% globalnih emisija CO2 — više od industrije vazduhoplovstva i brodarstva zajedno. Franko Zunino, viši naučnik na Institutu za građevinske materijale pri ETH Cirihu, želi da izmeni formulaciju betona usvajanjem pristupa „ultra-zelenog betona“.
Beton se sastoji od mešavine cementa, agregata i vode. Tradicionalni cement se sastoji od oko 95% klinkera i 5% gipsa. Za proizvodnju cementa, krečnjak i glina se spaljuju u klinker u peći zagrejanoj na 1.450°C, koja neizbežno oslobađa CO2 usled hemijskog razlaganja krečnjaka. Ogromna količina energije koja je potrebna peći dodatno pogoršava ugljenični otisak cementa.
EPFL je već pokrenuo projekat Cementi kalcinisane gline od krečnjaka (LC3), u koji Zunino aktivno učestvuje i koji je postavio novi standard u proizvodnji cementa. Razvio je formulaciju cementa koristeći 50% klinkera i kombinaciju kalcinisane gline i krečnjaka koja je smanjila emisiju CO2 za oko 40%. Međutim, poboljšanje formulacije betona može dovesti do značajnog povećanja ovih ekoloških prednosti. Ovde se pojavljuje Zuninov UGC projekat na ETH-Odeljenju za građevinarstvo, životnu sredinu i geomatičko inženjerstvo (D-BAUG).
Zunino sledi dvostruku strategiju za novi zeleni beton: prvo, smanjenje sadržaja klinkera, tj. količine klinkera po jedinici cementa; drugo, smanjenje odnosa cementa u betonu. Ova dvostruka strategija nudi fleksibilnost u prilagođavanju niskougljeničnih betonskih kompozicija individualnim tržištima. Njegovo istraživanje je nedavno objavljeno u RILEM Technical Letters.
„Idealno bi bilo da se obe implementiraju u isto vreme; ali pojedinačne komponente su nezavisne jedna od druge. Na nekim tržištima može biti teško primeniti oba aspekta dvostruke strategije, pošto proizvodni kapaciteti i infrastruktura moraju da se uvedu Međutim, moguće je primeniti bar jedan od njih i pritom uštedeti na smanjenju emisije CO2“, objašnjava Zunino.
Proračuni Zunina i njegovog tima pokazali su da se emisija CO2 ultra zelenog betona može smanjiti sa 300 kg po kubnom metru na oko 80–100 kg po kubnom metru. U zavisnosti od primene, do dve trećine emisije CO2 može se uštedeti bez ugrožavanja performansi materijala. Iako istraživač naglašava da ne postoji takva stvar kao što je inherentno klimatski neutralan ili ugljenik negativan beton, on veruje da nema izgovora za industrijalizovani svet da odmah ne usvoji ovaj novi i održiviji građevinski materijal.
Jedan od razloga za nevoljnost može biti taj što industrija betona nije posebno inovativna. Beton se pokazao veoma uspešnim jer je isplativ, bezbedan i lak za upotrebu. Prema Zunino, „zeleni beton“ bi mogao biti čak i jeftiniji od konvencionalnog betona. Udeo skupih komponenti je manji, a kvalitet, a time i cena betona ostaju isti. Ovo stvara finansijske podsticaje za korišćenje ekološki prihvatljivijeg materijala.
Sigurnosni aspekti su takođe važni, naravno. Zunino kaže: „Svako ko gradi kuću želi da koristi materijal koji obezbeđuje da će stajati sto godina. Ali moramo da se zapitamo da li ovo zaista ima smisla s obzirom na ogromnu emisiju CO2 koja je uključena. Da li bismo umesto toga mogli da koristimo materijal koji ispunjava zahtevani životni ciklus konstrukcije, ali emituje znatno manje CO2 ? U scenariju klimatske krize, jedna tona CO2 koja je danas ušteđena je vrednija od iste tone ušteđene za 50 godina.“
Zunino naglašava da je niskougljenični cement još izdržljiviji od konvencionalnog cementa. Trenutno postoji oko sedam velikih cementara širom sveta koje proizvode cement koristeći LC3 pristup. Zunino očekuje da će taj broj u narednim godinama premašiti 40.
„Potražnja za betonom će se povećati u budućnosti. Možemo ponuditi pomoć razvojem poboljšanih betonskih mešavina sa nižim sadržajem cementa i tako i dalje postići naše ekološke ciljeve“, dodaje Zunino. On je uveren da će LC3 za 10 godina biti najrasprostranjenija vrsta cementa u svetu.
