Araştırmacılar CO2 emisyonu olmayan “yeşil” beton geliştiriyor.
Araştırmacılar CO2 emisyonu olmayan çevre dostu biyobeton geliştiriyorlar. Yeni süreç siyanobakterilere dayanıyor. İnşaat yakında iklimin korunmasına katkıda bulunabilir mi?
Beton modern inşaatta önemli bir rol oynamaktadır. Ancak betonun birçok olumlu özelliğinin yanı sıra büyük bir dezavantajı da var: Üretimi büyük miktarda karbondioksit üretiyor. Küresel CO2 emisyonlarının payı yüzde yedi civarındadır.
Bunun ana nedeni betonun ana bileşeni olan çimentodur. Federal Çevre Ajansı’na göre, yalnızca Almanya’da çimento endüstrisi 2018’de yaklaşık 20 milyon ton karbondioksit saldı; bu, Almanya’daki tüm CO2 emisyonlarının yaklaşık yüzde beşi ve endüstri emisyonlarının yaklaşık yüzde 16’sı.
Araştırmacılar yeni teknolojileri kullanarak betonu “yeşil” hale getirmek için çok çalışıyorlar. Mayıs ayında, çimento ve çelik üretimini birleştiren ve CO2 emisyonlarını neredeyse sıfıra indirebilecek bir süreç açıklandı.
Araştırmacılar geleneksel betona yeşil alternatifler geliştiriyor
Alman araştırmacılar artık biyobeton için çimento gerektirmeyen bir süreç geliştirdiler. Karbondioksit açığa çıkmadığı gibi yapı malzemesine de bağlanır. ABD’li bilim insanları ayrıca CO2’nin betona bağlanabileceği bir süreç de sundular. Bu süreçler sayesinde inşaat gelecekte iklimin korunmasına aktif olarak katkıda bulunabilir.
Fraunhofer Seramik Teknolojileri ve Sistemleri (IKTS) ve Elektron Işını ve Plazma Teknolojisi (FEP) Enstitüleri’ndeki araştırmacılar, biyobeton üretme sürecini geliştirdi. Karışım hâlâ “BioCarboBeton” adı altında adını duyurabilir.
Bioconcrete: Siyanobakteriler yapı malzemesinde nasıl devrim yaratabilir?
Sürecin temeli mavi-yeşil algler olarak da adlandırılan siyanobakterilerdir. Milyonlarca yıldır ışık, nem ve doğru sıcaklığın etkileşimi ile kireçtaşını, stromatolitleri yani biyojenik tortul kayaçları oluşturuyorlar. Araştırmacılar bu doğal süreci teknik bir süreçte taklit etmeyi başardılar.
Siyanobakteriler, fotosentez yoluyla çoğaldıkları bir besin çözeltisi içinde yetiştirilir. Stromatolit oluşturabilmeleri için kalsiyum klorür gibi bir kalsiyum kaynağı eklenir. Daha sonra kum, bazalt veya yenilenebilir hammaddeler gibi katkı maddeleri ve dolgu maddeleri eklenirse mineralizasyon kaya benzeri katı yapılar oluşturur.
Karbondioksit atmosferden sabitlenir ve malzemeye bağlanır. Ayrıca endüstriyel işlemlerden kaynaklanan CO2 de karışıma dahil edilebilir ve bu şekilde depolanabilir.
Homojen bir şekilde karıştırılan bakteri kütlesi kalıplara doldurulur ve daha fazla mineralizasyonla katılaştırılır. Alternatif olarak gözenekli substratlar da üretilebilir ve bunlar daha sonra siyanobakteri kültürüyle işlenir.
Dolgu maddelerinin özel olarak seçilmesi ve proses parametrelerinin kontrol edilmesiyle, yalıtım malzemesinden tuğlaya, harç veya cephe sıvasına kadar farklı uygulama senaryolarına yönelik ürünler üretilebilmektedir. Araştırma ekibi, süreci üreticiler için ekonomik hale getirmek amacıyla şu anda miktarları ölçeklendirmek ve istenen katı özellikleri belirlemek üzerinde çalıştığını söylüyor.
CO2’nin betonda depolanması: ABD’li araştırmacılar üretim sürecini optimize ediyor
ABD’nin Illinois eyaletindeki Northwestern Üniversitesi’nden bir araştırma ekibi, karbondioksiti betonun sağlamlığını etkilemeden depolamanın başka bir yolunu buldu. Üretim sürecinde normal sulu çözelti yerine CO2 ile zenginleştirilmiş bir çözelti kullanılıyor. Yani üretimde sade su yerine karbonatlı su kullanılıyor.
Laboratuvar deneylerinde yüzde 45’e kadar CO2 depolama verimliliği elde edilebildi. Yeni süreçle araştırmacılar, küresel sera gazı emisyonlarının yüzde sekizinden sorumlu olan çimento ve beton endüstrisinden kaynaklanan CO2 emisyonlarını en azından kısmen telafi etmek istiyor.
CO2’nin sertleşmiş beton bloklara enjekte edildiği veya doğrudan beton üretimi sırasında karıştırıldığı önceki yaklaşımlar, düşük depolama verimliliği, yüksek enerji tüketimi ve zayıflamış beton mukavemeti ile mücadele ediyordu.
Northwestern Üniversitesi’nin yeni sürecinde, CO2 ilk önce biraz çimento tozuyla suya veriliyor. Bu karbonatlı süspansiyon daha sonra diğer bileşenlerle karıştırılır. Bu sayede araştırmacılar, betonun mukavemetini etkilemeden yüksek konsantrasyonda kalsiyum karbonat mineralleri elde etmeyi başardılar.
Araştırmalar, çimento ve beton endüstrisinde karbon ayak izini azaltmak için hala çok fazla potansiyel bulunduğunu gösteriyor. İster yeni biyomateryaller yoluyla ister mevcut süreçlerin optimizasyonu yoluyla olsun. Özellikle altyapı için inşaat malzemelerine olan büyük ihtiyaç göz önüne alındığında, bu tür yenilikler iklimin korunmasına önemli bir katkı sağlayabilir.
Not:Karbonatlı su (bizim bildigimiz Maden suyudur.)