Cement, osnovna komponenta betona i najčešće korišćen građevinski materijal na svetu, pokazuje neočekivane karakteristike koje bi mogle igrati značajnu ulogu u ublažavanju klimatskih promena. Prema novoj studiji Centra za održivost betona pri MIT-u, cement tokom vremena postepeno apsorbuje značajne količine ugljen-dioksida iz atmosfere, proces poznat kao karbonatizacija.
Ilustracija
Istraživanje prvi put kvantifikuje ovaj proces na nacionalnom nivou, koristeći inovativan pristup kojim su procenili da građevine i infrastruktura u Sjedinjenim Američkim Državama godišnje uskladište preko 6,5 miliona metričkih tona CO2. To čini približno 13% emisija koje nastaju tokom hemijske proizvodnje cementa. U Meksiku, sličan građevinski fond skladišti oko 5 miliona tona CO2 godišnje.
Proces apsorpcije CO2 dešava se kada ugljen-dioksid prodre kroz mikroskopske pore u betonu ili malteru i reaguje sa kalcijumom u cementu, formirajući stabilan mineral - kalcijum karbonat, poznat i kao krečnjak. Hemija je dobro poznata, ali njena kvantifikacija u stvarnim uslovima predstavlja veliki izazov, jer se apsorpcija značajno razlikuje u zavisnosti od tipa građevine, korišćenog materijala, geometrije i klimatskih uslova.
Oglas
Kako bi zaobišli kompleksnost pojedinačnih proračuna za svaki objekat, istraživači su razvili stotine arhitektonskih arhetipova - tipičnih dizajna koji predstavljaju različite građevine i infrastrukturne elemente. Na taj način su modelirali apsorpciju CO2 u različitim klimatskim uslovima i prostornoj rasprostranjenosti u SAD i Meksiku.
Ključna dva faktora koja utiču na količinu apsorbovanog CO2 su intenzitet građevinske aktivnosti u prethodnih pet godina i odnos korišćenja maltera i betona.
Malter, zbog svoje veće poroznosti, apsorbuje CO2 daleko efikasnije nego gusti betonski elementi. U državama gde se više koristi malter, procenat apsorpcije u odnosu na emisije iz proizvodnje cementa je bio znatno veći.
Posebno je zanimljiv primer Meksika, gde se, uprkos upola manjoj potrošnji cementa u poređenju sa SAD, ostvaruje čak tri četvrtine ukupne apsorpcije. Ovo je rezultat šire upotrebe maltera, betona niže čvrstoće i lokalne pripreme cementnih smeša.
Istraživači napominju da, iako karbonatizacija može ubrzati koroziju čelične armature, postoje bezbedni načini za povećanje apsorpcije CO2, kao što su povećanje izloženih površina (npr. ne farbanje betona), korišćenje konstrukcionih oblika sa većim odnosom površine i zapremine (poput rešetkastih ploča), kao i izbegavanje preterano gustih smeša koje usporavaju ovaj proces.
Direktor MIT Centra za održivost betona, Randolph Kirchain, ističe da ovakvi nalazi omogućavaju realniji uvid u ukupni uticaj cementa na životnu sredinu. Takođe, oni otvaraju mogućnosti za projektovanje objekata koji bi na bezbedan način mogli da maksimalno iskoriste ovaj prirodni proces apsorpcije ugljen-dioksida.
Ova metodologija, koja je razvijena na MIT-u, potencijalno se može primeniti u svim zemljama kombinovanjem baza podataka o postojećem građevinskom fondu i nacionalnim statistikama o proizvodnji cementa.
Nalazi istraživanja objavljeni su u časopisu Proceedings of the National Academy of Sciences.
