Een manier vinden om cement sterker te maken en de uitstoot van broeikasgassen te verminderen

Nadat experts de moleculaire structuur van het materiaal hebben geanalyseerd, kunnen ze een nieuwe formule ontwikkelen waarmee ze de eigenschappen van het materiaal kunnen veranderen en invloed kunnen hebben op de hoeveelheid broeikasgassen die in de atmosfeer worden uitgestoten.

In de bouw wordt het meest beton gebruikt. Beton is ook een van de grootste veroorzakers van de opwarming van de aarde. Het is verantwoordelijk voor 1/10e van de broeikasgassen die in de atmosfeer worden uitgestoten.

Dankzij een recent onderzoek van experts konden wetenschappers een nieuwe techniek ontwikkelen waarmee de uitstoot van broeikasgassen aanzienlijk kan worden verminderd (met ongeveer de helft).

Bovendien kwamen experts, na een complexe moleculaire analyse van de structuur van beton, tot de conclusie dat het duurzamer en beter bestand tegen beschadigingen kan worden gemaakt. Beton wordt gemaakt van zand, water en cement. Voor de productie van cement wordt een mengsel van twee soorten materialen gebruikt: een verrijkt met calcium (meestal kalksteen) en een met silicium (meestal klei). Wanneer het mengsel wordt verhit tot 1500 °C, ontstaat een vaste massa, klinker genaamd. Tijdens de productie van bouwmateriaal (tijdens verhitting en decarbonisatie) komen de meeste broeikasgassen in de atmosfeer terecht.

Bij het analyseren van de structuur kwamen de wetenschappers tot de conclusie dat door de hoeveelheid calcium in het materiaal te verminderen, niet alleen de emissies verminderd kunnen worden, maar het materiaal ook sterker gemaakt kan worden.

Cement wordt wereldwijd veel gebruikt en, zoals studies aantonen, wordt het drie keer vaker gebruikt dan staal. In gewoon cement kan de verhouding calcium:silicium variëren van ongeveer 1:1 tot 2:1, waarbij 1,7:1 als norm wordt beschouwd. Een gedetailleerde vergelijking van het materiaal met verschillende verhoudingen van moleculaire structuren is echter nog nooit eerder uitgevoerd. Zoals de auteur van de studie opmerkt, creëerden hij en zijn team een database met alle chemische samenstellingen, en konden ze vaststellen dat de optimale verhouding, die momenteel wordt gebruikt, 1,5:1 is.

Zoals de expert uitlegde, begint de moleculaire structuur van het materiaal te verbeteren als de verhouding wordt gewijzigd (van een strak geordende kristalstructuur naar een chaotische glasachtige structuur). Bovendien hebben specialisten ontdekt dat met een verhouding van 1,5 deel calcium en 1 deel silicium het mengsel twee keer zo sterk wordt en beter bestand is tegen beschadigingen.

Alle conclusies van de deskundigen werden bevestigd door een groot aantal experimenten.

Tijdens de productie van cement komt tot 10% van de broeikasgasemissies in de atmosfeer terecht. Door de hoeveelheid calcium in het materiaal te verminderen, zal de CO2-uitstoot aanzienlijk worden verminderd, aldus experts. Wetenschappers beweren dat de CO2-uitstoot met 60% zal afnemen bij de productie van cement met een lagere hoeveelheid calcium.

Met dit werk van de specialisten komt er een einde aan vijf jaar gezamenlijke samenwerking tussen specialisten van het Massachusetts Institute of Technology en het National Center for Scientific Research (CNRS), onder leiding van Roland Peleng als hoofd van het wetenschappelijke project.

Deskundigen denken dat de nieuwe formule voor de productie van cement, dankzij de hoge sterkte en de bestendigheid tegen verschillende soorten mechanische beschadigingen, interessant zou kunnen zijn voor gas- en oliebedrijven, waar cement lekkages en doorbraken in leidingen voorkomt.

[ 1 ], [ 2 ]