Dwie próbki betonu na bazie węglanu wapnia - jedna stworzona przy użyciu stwardniałej pasty cementowej (po lewej), a druga przy użyciu piasku kwarcowego. Oba surowce są powszechnymi odpadami budowlanymi i rozbiórkowymi

Raj dla architektów i budowlańców. Stworzono zielony beton o niskim śladzie węglowym

To może być prawdziwy przełom w budownictwie. Japońscy naukowcy opracowali nowy rodzaj betonu oparty na węglanie wapnia, który może znacznie zmniejszyć emisję zanieczyszczeń do środowiska. Jest obiecującym materiałem budowlanym, który może być używany zwłaszcza w miejscach z ograniczonymi zasobami naturalnymi.

Beton to jeden z najbardziej rozpowszechnionych materiałów na świecie. Trudno wyobrazić sobie bez niego życie, bo nie tylko zapewnia schronienie, ale stanowi podstawę całej infrastruktury komunikacyjnej. Niestety, produkcja betonu jest kosztowna – także dla naszej planety. Szacuje się, że ok. 7% światowej emisji dwutlenku węgla pochodzi z produkcji cementu, głównego składnika betonu. Większość dwutlenku węgla pochodzi z powstawania wapna palonego (CaO) przez wypalanie (prażenie) kamienia wapiennego w temperaturze 900–1300°C.

Japońscy naukowcy z Wydziału Architektury Uniwersytetu Tokijskiego – prof. Ippei Maruyama i prof. Takafumi Noguchi – znaleźli sposób na wykorzystanie odpadów betonowych i wychwyconego dwutlenku węgla oraz połączenie ich w nowatorskim procesie w użyteczną formę betonu.

Betonowa przyszłość

Japończycy zainspirowali się przyrodą, a konkretnie – organizmami wodnymi, które z czasem twardnieją i przekształcają się w skamieliny. Prof. Maruyama zastanawiał się, czy proces odpowiedzialny za tworzenie osadów węglanu wapnia z martwej materii organicznej, można zastosować w betonie.

Nasza koncepcja polega na pozyskiwaniu wapnia z wyrzucanego betonu, który w przeciwnym razie trafia na śmietnik. Łączymy go z dwutlenkiem węgla pochodzącym ze spalin przemysłowych lub nawet z powietrza. I robimy to w znacznie niższych temperaturach niż te stosowane obecnie do pozyskiwania wapnia z wapienia.

Prof. Ippei Maruyama

Węglan wapnia (CaCO3) to szeroko rozpowszechniony materiał budowlany, więc możliwość jego recyklingu to duża przewaga ekologiczna. Niestety, beton z węglanu wapnia nie zastąpi typowego betonu, bo nie jest równie wytrzymały. W małych projektach – np. domach jednorodzinnych – nie stanowi to problemu, ale przy konstrukcjach pokroju mostów jego użycie jest niemożliwe. Poza tym nie jesteśmy w stanie produkować go w masowej skali, a jedynie małe bloczki o długości kilku centymetrów.

Postęp jest ekscytujący, ale wciąż pozostaje wiele wyzwań do pokonania. Oprócz zwiększenia wytrzymałości i ograniczenia rozmiarów betonu z węglanu wapnia, byłoby jeszcze lepiej, gdybyśmy mogli jeszcze bardziej ograniczyć zużycie energii w procesie produkcji. Mamy jednak nadzieję, że w nadchodzących dekadach, neutralny pod względem emisji dwutlenku węgla beton z węglanu wapnia stanie się głównym rodzajem betonu i będzie jednym z rozwiązań problemu zmian klimatycznych.

Prof. Takafumi Noguchi