Kao jedan od najrasprostranjenijih i najviše upotrebljivanih građevinskih materijala, beton pruža značajan doprinos našim ukupnim emisijama ugljenika. Supstance na bazi kalcijuma se zagrevaju na visokim temeperaturama kako bi se dobio cement, što je proces koji proizvodi ugljen dioksid. Ali sa malom promenom količine materijala koja se koristi, naučnici sa Masačusetskog instituta za tehnologiju (MIT) su otkrili novi metod za betonsku mešavinu koja može da smanji ove emisija za više od polovine.
Beton se obično pravi mešavinom šljunka, vode, peska i cementa. Kako bi se proizveo cement, materijal bogat sa kalcijumom, kao što je krečnjak se kuva, obično sa glinom, na temperaturama do 1.500 stepeni Celzijusa. Energija koja je potrebna za zagrevanje mešavine u kombinaciji sa nastalom hemijskom reakcijom stvara ugljen dioksid, što je proces za koji istraživači kažu da je odgovoran za između pet i deset odsto ukupne industrijske emisije gasova koji izazivaju efekat staklene bašte.
Itraživajući sastav betona, tim sa MIT-a, predvođen višim istraživačem Rolandom Pelenkom, utvrdio je da smanjenje odnosa kalcijuma u glini bogatoj silicijumom značajno smanjuje proizvodnju ugljen dioksida. Odnos kalcijuma i silicijuma tipično može da varira od 1,2 do 2,2, mada se odnos od 1,7 smatra standardom za proizvodnju cementa. Prikupljanjem baze podataka koja poredi hemijski sastav različitih odnosa, istraživači su utvrdili da je odnos od 1,5 u stvari optimalni miks. Prema istraživačima, ova mala promena nivoa kalcijuma može da smanji emisije ugljenika za čak 60 odsto.
Osim tog, sa izmenjenim odnosom mešavina je pokazala da ima veću otpornost na pucanje, za šta istraživači tvrde da je zasluga molekularne strukture koja je transformisana iz čvrsto napakovane kristalne do poremećene staklaste strukture. Pelenk opisuje mešavinu od 1,5 kao „magičnim odnosom“, sa dvostrukom mehaničkom otpornošću na pucanje u odnosu na normalni cement.
Analiza cementne mešavine je sprovedena na molekularnom nivou, što znači da će tim morati da sprovede dodatna istraživanja kako bi bili sigurni da ona može biti primenjena u inženjerskim poduhvatima. Pelenk kaže da bi cementna formula mogla da nađe najveću primenu u naftnoj i gasnoj industriji, gde bi otporniji cement bio posebno koristan u sprečavanju curenja i eksplozija.
Istraživanje je objavljeno u stručnom časopisu „Nature Communications“.
