Find en måde at gøre cement stærkere på og reducere udledningen af drivhusgasser

Efter at have analyseret materialets molekylære struktur kan eksperter udlede en ny formel, der vil bidrage til at ændre materialets egenskaber samt påvirke mængden af drivhusgasser, der udledes i atmosfæren.

Inden for byggeri er beton det mest almindelige materiale, som også er en af de vigtigste bidragydere til global opvarmning og producerer 1/10 af de drivhusgasser, der udledes i atmosfæren.

En nylig undersøgelse foretaget af eksperter har gjort det muligt for forskere at udvikle en ny teknik, der vil reducere drivhusgasemissionerne betydeligt (med omkring halvdelen).

Derudover er eksperterne, efter at have udført en kompleks molekylær analyse af betonstrukturen, kommet til den konklusion, at den kan gøres mere holdbar og modstandsdygtig over for skader. Beton er lavet af sand, vand og cement, og til produktion af cement anvendes der til gengæld en blanding af to typer materialer - den ene beriget med calcium (normalt kalksten), den anden med silicium (normalt ler). Når blandingen opvarmes til 1500 °C, opnås en fast masse, som kaldes klinker. Det er under produktionen af byggematerialer (under opvarmning, dekarbonisering), at de fleste drivhusgasemissioner til atmosfæren forekommer.

Da forskerne analyserede strukturen, kom de til den konklusion, at det ved at reducere mængden af calcium i materialet ikke kun er muligt at reducere emissioner, men også at gøre materialet stærkere.

Cement er meget udbredt på planeten, og som undersøgelser viser, bruges cement tre gange oftere end stål. I almindelig cement kan forholdet mellem calcium og silicium svinge fra omkring 1:1 til 2:1, hvor 1,7:1 betragtes som normen. En detaljeret sammenligning af materialet med forskellige forhold mellem molekylære strukturer er dog aldrig før blevet udført. Som forfatteren af undersøgelsen bemærker, oprettede han og hans team en database, der omfattede alle kemiske sammensætninger, og det var muligt at fastslå, at det optimale forhold, som i øjeblikket anvendes, er 1,5:1.

Som eksperten forklarede, begynder materialets molekylære struktur at forbedres (fra en tæt ordnet krystallinsk struktur til en kaotisk glasagtig struktur) hvis forholdet ændres. Derudover har specialister fundet ud af, at blandingen med et forhold på 1,5 dele calcium og 1 del silicium bliver dobbelt så stærk og opnår større modstandsdygtighed over for skader.

Alle eksperternes konklusioner blev bekræftet af et stort antal eksperimenter.

Under produktionen af cement udledes op til 10% af drivhusgasemissionerne til atmosfæren, og ved at reducere mængden af calcium i materialet vil CO2-udledningen til atmosfæren ifølge eksperter blive reduceret betydeligt. Forskere hævder, at kulstofudledningen vil blive reduceret med 60%, når man producerer cement med en reduceret mængde calcium.

Dette arbejde udført af specialisterne markerer afslutningen på fem års fælles arbejde mellem specialister fra Massachusetts Institute of Technology og National Center for Scientific Research (CNRS), med Roland Peleng som leder af det videnskabelige projekt.

Eksperter antyder, at den nye formel til fremstilling af cement, takket være dens høje styrke og modstandsdygtighed over for forskellige typer mekaniske skader, kan være af interesse for gas- og olieselskaber, hvor cement forhindrer lækager og gennembrud fra rør.

[ 1 ], [ 2 ]