Het nieuwe cementrecept van MIT kan de koolstofemissie met meer dan de helft verminderen

Anonim

Het nieuwe cementrecept van MIT kan de koolstofemissie met meer dan de helft verminderen

Milieu

Nick Lavars

29 september 2014

Een studie uitgevoerd aan het MIT suggereert dat het wijzigen van de hoeveelheden materialen bij het mengen van cement de CO2-emissies aanzienlijk zou kunnen verminderen (Foto: Shutterstock)

Als een van onze meest vertrouwde bouwmaterialen levert beton een belangrijke bijdrage aan onze totale CO2-uitstoot. Op calcium gebaseerde stoffen worden bij hoge temperaturen verhit om het cement te vormen, een proces dat koolstofdioxide produceert. Maar door de hoeveelheid gebruikte materialen enigszins te veranderen, hebben wetenschappers van MIT een nieuwe methode van cementmenging ontdekt die deze emissies met meer dan de helft kon verminderen.

Beton wordt meestal gemaakt door grind, water, zand en cement te mengen. Om het cement te produceren, worden calciumrijke materialen zoals kalksteen gekookt, meestal met klei, bij temperaturen zo hoog als 1.500 ° C (2.732 ° F). De energie die nodig is om de mix op te warmen in combinatie met een resulterende chemische reactie genereert koolstofdioxide, een proces dat volgens de onderzoekers verantwoordelijk is voor tussen de vijf en tien procent van de totale industriële uitstoot van broeikasgassen.

Door onderzoek te doen naar de samenstelling van cement, ontdekte het MIT-team, geleid door senior onderzoeker Roland Pellenq, dat vermindering van de verhouding van calcium tot silicaatrijke klei de uitstoot van kooldioxide aanzienlijk verminderde. Typisch kunnen de verhoudingen van calcium tot silicium tussen 1, 2 en 2, 2 variëren, hoewel 1, 7 als de standaard voor het produceren van cement wordt gezien. Door een database samen te stellen die de chemische samenstelling van de verschillende verhoudingen met elkaar vergeleek, bepaalden de onderzoekers dat de 1, 5-verhouding in feite de optimale mix was. Volgens de onderzoekers zou deze kleine verandering in calciumniveau de koolstofemissie met maar liefst 60 procent kunnen verminderen.

Bovendien bleek de mix met de veranderde verhouding een hogere weerstand tegen breuken te hebben, waarbij de onderzoekers beweren dat dit te wijten is aan de moleculaire structuur die transformeert van een strak geordende kristallijne naar een ongeordende glasachtige structuur. Pellenq beschrijft de mix van 1.5 om "magische verhouding" te zijn, met tweemaal de mechanische weerstand tegen breuken van normaal cement.

De analyse van de cementmix werd op moleculair niveau uitgevoerd, wat betekent dat het team verder onderzoek moet doen om ervoor te zorgen dat het kan worden toegepast op technische schaaltoepassingen. Pellenq zegt dat de formule een thuis zou kunnen vinden in de olie- en gasindustrie, waar meer resistent cement bijzonder nuttig zou kunnen zijn in het voorkomen van lekken en uitbarstingen.

Het onderzoek werd gepubliceerd in het tijdschrift Nature Communications .

Bron: MIT

Een studie uitgevoerd aan het MIT suggereert dat het wijzigen van de hoeveelheden materialen bij het mengen van cement de CO2-emissies aanzienlijk zou kunnen verminderen (Foto: Shutterstock)