Yeni bir araştırmaya göre, betonun ana bileşenlerinden sadece birinin volkanik kaya ile değiştirilmesi, malzemenin üretiminden kaynaklanan karbon emisyonlarını yaklaşık üçte iki oranında azaltabilir.
Beton bize Roma'daki Pantheon'u, Sidney Opera Binası'nı, Hoover Barajı'nı ve sayısız bloklu monolit verdi. Yapay kaya, şehirlerimizi ve yollarımızı örter, rüzgar çiftliklerinin ve güneş paneli dizilerinin temelini oluşturur ve Amerika Birleşik Devletleri ve yurtdışındaki COVID kurtarma yatırımları tarafından desteklenen altyapı projelerine tonlarca dökülecektir.
Bununla birlikte, iklim değişikliğiyle mücadele çabaları için bu çok yüksek bir maliyet getiriyor, çünkü çimentoBeton yapmak için kum, çakıl ve su ile karıştırılan bağlayıcı unsur, küresel ısınmaya en çok katkıda bulunan endüstriyel unsurlar arasında yer alıyor.
Stanford Üniversitesi'nde jeofizik doçenti olan Tiziana Vanorio, "Beton her yerde bulunur, çünkü en uygun maliyetli yapı malzemelerinden biridir, kolayca manipüle edilebilir ve hemen hemen her şekle sokulabilir" diyor.
Ancak çimento üretimi, insan faaliyetleriyle ilgili yıllık karbondioksit emisyonlarının %8'ini serbest bırakıyor ve kentleşme ve ekonomik kalkınmanın yeni bina ve altyapı inşaatlarını tetiklemesi nedeniyle talebin önümüzdeki on yıllarda artması bekleniyor.
Vanorio, “Karbon emisyonlarını felakete yol açan iklim değişikliğini önlemek için gerekli seviyelere çekeceksek, çimento yapma şeklimizi değiştirmemiz gerekiyor” diyor.
Mercan resifleri, ıstakoz kabukları ve mantis karidesi
Betonun CO2 sorun, esas olarak kalsiyum karbonattan oluşan bir kaya olan kireçtaşı ile başlar. Modern betondaki macunsu ana bileşen olan Portland çimentosu yapmak için kireçtaşı çıkarılır, ezilir ve dev fırınlarda kil ve az miktarda başka malzemelerle yüksek ısıda pişirilir. Bu ısının üretilmesi genellikle kömür veya diğer fosil yakıtların yakılmasını içerir ve betonla ilişkili karbon emisyonlarının üçte birinden fazlasını oluşturur.
Isı, mermer boyutunda gri topaklar oluşturan kimyasal bir reaksiyonu tetikler. klinkerdaha sonra çimento olarak tanıdığımız ince toz halinde öğütülür. Reaksiyon ayrıca, aksi takdirde yüz milyonlarca yıl boyunca kireçtaşı içinde kilitli kalabilecek karbonu serbest bırakır. Bu adım, kalan COXNUMX'nin çoğuna katkıda bulunur2 Beton üretiminden kaynaklanan emisyonlar.
Vanorio ve meslektaşları artık COXNUMX'yi ortadan kaldıran çimento prototipleri yapıyorlar.2ile klinker yaparak kimyasal reaksiyonu geğirme volkanik kaya gerekli tüm yapı taşlarını içerir, ancak karbonun hiçbirini içermez.
Gezegendeki en çok kullanılan yapı malzemesi olarak beton, uzun süredir yeniden icat edilmek için bir hedef olmuştur. Araştırmacılar ve şirketler mercan resiflerinde, ıstakoz kabuklarında ve çekiç benzeri kulüplerde yeni tarifler için ilham buldular. Mantis karidesi. Diğerleri, klinkeri kısmen kömür santrallerinden gelen uçucu kül gibi endüstriyel atıklarla değiştiriyor veya betonun iklim etkisini küçültmek için karışıma yakalanan karbondioksiti enjekte ediyor.
Başkan Joe Biden, ABD sera gazı emisyonlarını 2005 yılına kadar 2030 seviyelerine göre yarıya indirmeye yardımcı olmak için çimento üretiminde karbon yakalama ve hidrojen yakıtının kullanımını genişletme çağrısında bulundu.
Kireç taşını atla
Vanorio, kireç taşını tamamen ortadan kaldırmayı ve bunun yerine dünyanın birçok volkanik bölgesinde çıkarılabilecek bir kaya ile başlamayı öneriyor. “Bu kayayı alıp öğütebilir ve daha sonra şu anda kireç taşından klinker yapmak için kullanılan aynı ekipman ve altyapıyı kullanarak klinker üretmek için ısıtabiliriz” diyor.
Bu düşük karbonlu klinker ile karıştırılan sıcak su, onu yalnızca çimentoya dönüştürmekle kalmaz, aynı zamanda mikroskop altında bakıldığında birbirine dolanmış lifler gibi görünen uzun, iç içe molekül zincirlerinin büyümesini de destekler. Benzer yapılar, hidrotermal ortamlarda (yerin hemen altında kaynayan sıcak suyun dolaştığı yerler) doğal olarak çimentolanmış kayalarda ve modern betonun tipik olarak onlarca yıl içinde parçalanacağı aşındırıcı tuzlu su ve savrulma dalgalarından 2,000 yıl sonra hayatta kalan beton Roma limanlarında mevcuttur.
Modern beton yapılarda çatlamayı önlemek için yaygın olarak kullanılan inşaat demiri gibi, bu küçük mineral lifler de malzemenin olağan kırılganlığıyla mücadele eder.
“Beton esnemekten hoşlanmaz. Bir tür takviye olmazsa, stres altında bükülmeden önce kırılır," diyor son makalelerin kıdemli yazarı Vanorio. mikro yapılar Roma deniz betonunda ve rolü üzerine kaya fiziği düşük karbonlu bir geleceğe geçişte. Çoğu beton artık çelik kullanılarak büyük ölçekte güçlendiriliyor.
"Fikirimiz, lifli mikro yapıların kayaları ve onları üreten doğal koşulları nasıl etkili bir şekilde güçlendirdiğini öğrenerek onu nano ölçekte güçlendirmektir" diyor.
İyileşme ve dayanıklılık dersleri
Vanorio'nun dönüşüm için öngördüğü süreç volkanik kaya betona dönüştürmek, hidrotermal ortamlarda kayaların çimentoya dönüşmesine benzer. Genellikle volkanların çevresinde ve aktif tektonik levha sınırlarının üzerinde bulunan hidrotermal koşullar, kayaların hızlı bir şekilde reaksiyona girmesine ve suyu güçlü bir çözücü olarak kullanarak bir ev fırınından daha sıcak olmayan sıcaklıklarda yeniden birleşmesine izin verir.
İyileşen cilt gibi, Dünya'nın en dış tabakasındaki çatlaklar ve kusurlar, mineraller ve sıcak su arasındaki reaksiyonlar yoluyla zamanla birleşir. Vanorio, "Doğa, biyolojik yaşamı taklit eden yenilikçi malzemeler için büyük bir ilham kaynağı oldu" diyor. "Ayrıca, iyileşmeyi sağlayan ve dayanıklılığa zarar veren Dünya süreçlerinden de ilham alabiliriz."
Tuğla ve dövme metalden cama ve plastiğe kadar, insanlar uzun zamandır Dünya'nın kaya döngüsünü yönlendiren aynı güçleri kullanarak malzemeler yaptılar: ısı, basınç ve su. Çok sayıda arkeolojik ve mineralojik çalışma, antik Romalıların, suyla doğal olarak karıştırıldığında sertleşmesini izleyerek, bilinen en eski beton tarifi için volkanik kül kullanmayı öğrenmiş olabileceklerini gösteriyor.
Vanorio, "Bugün, 21. yüzyıl teknolojisinin merceği ve çevresel etkilerin bilgisi ile çimentolanmayı gözlemleme fırsatına sahibiz" diyor.
Vanorio, jeolojiyi taklit etmenin ötesine geçerek, nano ölçekli mühendislik kullanarak belirli sonuçlar ve mekanik özellikler için süreçlerini manipüle etmek için malzeme bilimi ve mühendislik profesörü Alberto Salleo ile birlikte çalıştı. Salleo, "Çimentonun nano ölçekte tasarlanabileceği ve bu ölçekte de çalışılması gerektiği giderek daha belirgin hale geliyor" diyor.
Betonun kusurlarını kucaklamak
Çimentonun özelliklerinin çoğu, küçük kusurlar ve farklı bileşenler arasındaki bağların gücü üzerine Salleo, diyor. Toz haline getirilmiş kayaların çimentolanması sırasında büyüyen ve iç içe geçen küçük lifler, germe halatları gibi hareket ederek mukavemet kazandırır. “Malzemelerin insanlar gibi olduğunu söylemekten hoşlanıyoruz: onları ilginç kılan, içlerindeki kusurlardır” diyor.
2019'da, Roma'da büyüyen bir çocukken harabeler arasında gördüğü antik betona karşı bitmeyen bir merak, Salleo'yu, çocukluğunda bir Napolili'de yer kabuğunun dinamizmini deneyimledikten sonra kaya fiziğine kendi yolculuğu başlayan Vanorio'ya ulaşmaya yöneltti. Roma betonunun ilk kez üretildiği bir kalderanın merkezindeki liman şehri.
O zamandan beri Salleo, jeolojik süreçlerden ilham alan düşük karbonlu bir klinker üzerindeki çalışmayı, grubunun plastik malzemelere dayalı düşük maliyetli güneş pilleri ve enerji depolama için elektrokimyasal cihazlar gibi sürdürülebilirlikle ilgili projelerine mantıklı bir uyum olarak görmeye başladı.
"Düşük karbonlu bir klinker düşünmek, atmosfere gönderdiğimiz CO2 miktarını azaltmanın başka bir yoludur" diyor. Ama bu sadece başlangıç. “Dünya, malzemelerin yüksek sıcaklıklarda ve yüksek basınçlarda karıştığı devasa bir laboratuvardır. Kim bilir daha kaç tane ilginç ve nihayetinde faydalı yapı var?”
Kaynak: Stanford Üniversitesi
İlgili Kitaplar
Düşüş: Küresel Isınmayı Tersine Çevirmek İçin Önerilen En Kapsamlı Plan
Paul Hawken ve Tom Steyer tarafından
Yaygın korku ve ilgisizlik karşısında, uluslararası araştırmacılar, profesyoneller ve bilim adamları koalisyonu, iklim değişikliğine gerçekçi ve cesur çözümler sunmak için bir araya geldi. Burada yüz teknik ve uygulama açıklanmaktadır - bazıları iyi bilinmektedir; bazılarını hiç duymamış olabilirsiniz. Temiz enerjiden düşük gelirli ülkelerde eğitimli kızlara, karbonu havadan çeken arazi kullanım uygulamalarına kadar uzanıyor. Çözümler var, ekonomik olarak uygun ve dünyadaki topluluklar şu anda onlara beceri ve kararlılıkla yaklaşıyor. Amazon'da Mevcut
İklim Çözümleri Tasarlama: Düşük Karbonlu Enerji Politika Rehberi
Hal Harvey, Robbie Orvis, Jeffrey Rissman tarafından
İklim değişikliğinin etkileri halihazırda üzerimizde olduğu için, küresel sera gazı emisyonlarını azaltma ihtiyacı acil olmaktan başka bir şey değildir. Bu ürkütücü bir zorluk ama bunun üstesinden gelmek için gerekli teknolojiler ve stratejiler bugün var. İyi tasarlanmış ve uygulanan küçük bir dizi enerji politikası, bizi düşük karbonlu bir geleceğe götürür. Enerji sistemleri büyük ve karmaşıktır, bu nedenle enerji politikası odaklı ve uygun maliyetli olmalıdır. Herkese uyan tek bir yaklaşım, işi tamamlamaz. Politika yapıcılar, iklim geleceğimiz üzerinde en büyük etkiye sahip olacak enerji politikalarını özetleyen ve bu politikaların nasıl iyi tasarlanacağını açıklayan açık ve kapsamlı bir kaynağa ihtiyaç duyuyor. Amazon'da Mevcut
Bu Everything değiştirir: Kapitalizm İklim vs.
Naomi Klein tarafından
In Bu her şey değiştirir Naomi Klein, iklim değişikliğinin vergiler ve sağlık hizmetleri arasında düzgün bir şekilde yapılması gereken bir başka konu olmadığını savunuyor. Bizi birçok yönden başarısızlığa uğratan ekonomik bir sistemi düzeltmek için bizi arayan bir alarm. Klein, sera gazı emisyonlarımızı büyük ölçüde azaltmanın, eş zamanlı olarak eşitsizlikleri azaltmak, kırılmış demokrasilerimizi yeniden hayal etmek ve yıkılmış yerel ekonomilerimizi yeniden inşa etmek için en iyi şansımız olduğu konusunu titizlikle oluşturuyor. İklim değişikliği inkarcılarının ideolojik çaresizliğini, gelecekteki jeo-mühendislerin münzevi sanrılarını ve çok sayıda ana akım yeşil girişimin trajik yenilgisini ortaya koyuyor. Ve o, pazarın neden iklim krizini çözemediğini ve çözemediğini ve bunun yerine, felaket kapitalizminin eşlik ettiği, daha da aşırı ve ekolojik olarak zarar verici ekstraksiyon yöntemleriyle işleri daha da kötüleştireceğini gösteriyor. Amazon'da Mevcut
Yayıncıdan:
Amazon'daki alımlar sizi getirme maliyetini düşürmeye gidiyor InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, ve ClimateImpactNews.com hiçbir ücret ödemeden ve tarama alışkanlıklarınızı izleyen reklamverenler olmadan. Bir linke tıklasanız da, bu seçilmiş ürünleri satın almasanız bile, Amazon ziyaretinde aldığınız her şey bize küçük bir komisyon öder. Size herhangi bir ek maliyet yoktur, bu yüzden lütfen çabaya katkıda bulunun. Ayrıca bu linki kullanabilirsiniz Amazon’u istediğin zaman kullanmak, çabalarımızı desteklemeye yardımcı olmak için.
Bu makale ilk olarak göründü İlerisi
