Het gebruik van koolzuurhoudend water vermindert de CO₂-uitstoot in betonproductie
Beton is wereldwijd het op één na meest geconsumeerde materiaal, na water. Deze massale consumptie heeft echter een keerzijde: betonproductie draagt aanzienlijk bij aan de uitstoot van broeikasgassen. Het goede nieuws is dat een team ingenieurs onder leiding van Northwestern University een innovatieve methode voor koolstofopslag heeft ontdekt die de CO₂-uitstoot kan beperken.
De innovatie is verrassend eenvoudig: gebruik koolzuurhoudend water in plaats van stilstaand water bij de betonproductie. Het eindproduct behoudt niet alleen zijn sterkte en duurzaamheid, maar slaat ook efficiënt kooldioxide op. Het team ontdekte dat bijna de helft van de tijdens het productieproces geïntroduceerde CO2 werd opgevangen en opgeslagen. Het onderzoek werd geleid door Alessandro Rotta Loria van de McCormick School of Engineering van Northwestern.
Nieuwe methode voor CO₂-opslag in beton
CO₂ opslaan in beton kan de toekomst van de industrie veranderen. Rotta Loria, de Louis Berger Assistent Professor in Civiele en Milieutechniek, werkt aan innovatieve oplossingen. Hij legt uit: "We proberen technieken te ontwikkelen die de CO₂-uitstoot verminderen." Zijn team wil de cement- en betonindustrie transformeren in grote CO₂-opslagputten. Ze hebben vooruitgang geboekt door een manier te vinden om CO₂ uit betonproductie te hergebruiken in het materiaal zelf. Loria merkt op: "Onze oplossing is technologisch zo eenvoudig dat het relatief gemakkelijk voor de industrie zou moeten zijn om te implementeren."
Samenwerking CEMEX
Het fascinerende onderzoek is het resultaat van een samenwerking tussen het laboratorium van Rotta Loria en CEMEX, een wereldwijd bouwmaterialenbedrijf dat zich inzet voor duurzaam bouwen. Davide Zampini, vice-president van wereldwijd onderzoek en ontwikkeling bij CEMEX en medeauteur van de studie, merkt op dat deze benadering een kans biedt om nieuwe klinker-gebaseerde producten te ontwikkelen waarbij CO₂ een belangrijk ingrediënt wordt. Deze samenwerking toont de kracht van samenwerkingsverbanden tussen industrie en academische wereld in het bevorderen van duurzame innovaties.
Bruiswater als aanmaakwater
Het team van Northwestern heeft niet zomaar wat bruis in hun beton gedaan. Ze bouwden zorgvuldig voort op eerder onderzoek dat verschillende manieren onderzocht om CO₂ in beton op te slaan. Hun benadering omvat het injecteren van CO₂-gas in water gemengd met een beetje cementpoeder voordat deze koolzuursuspensie wordt gemengd met de rest van het cement en de toeslagstoffen. Deze methode zorgt ervoor dat de CO₂ efficiënt wordt geïntegreerd in het betonmengsel, waardoor de hoeveelheid opgeslagen gas wordt gemaximaliseerd. Het resultaat? Een baanbrekend beton dat daadwerkelijk CO₂ absorbeert tijdens het productieproces. Rotta Loria vergeleek het met huidige methoden.
Beton, carbonatatie en CO₂
"De gecarbonateerde cementsuspensie in onze benadering is een vloeistof met veel lagere viscositeit vergeleken met het mengsel van water, cement en toeslagstoffen dat gewoonlijk wordt gebruikt in huidige benaderingen om vers beton te carbonateren," legt Loria uit. Deze lagere viscositeit maakt de nieuwe methode gemakkelijker in gebruik en mogelijk effectiever in het vastleggen van CO₂. Over de sterkte van dit gecarbonateerde beton vonden de onderzoekers dat het niet zwakker is dan gewoon beton. "Op basis van onze experimenten tonen we aan dat de sterkte zelfs hoger zou kunnen zijn. We moeten dit nog verder testen, maar in ieder geval kunnen we zeggen dat het niet is aangetast," zegt Loria enthousiast. "Omdat de sterkte onveranderd is, veranderen de toepassingen ook niet. Het zou gebruikt kunnen worden in balken, platen, kolommen, funderingen — alles waarvoor we momenteel beton gebruiken." Dit zorgt ervoor dat de nieuwe methode gemakkelijk kan worden geadopteerd zonder significante veranderingen in bestaande bouwpraktijken.
Nieuwe Innovaties
De innovatieve oplossing van het Northwestern-team is een van de vele initiatieven om de CO₂uitstoot te verminderen. Als dit breed wordt geadopteerd, zou dit een gamechanger kunnen zijn in de strijd tegen klimaatverandering. Volgens Davide Zampini onderstreept dit feit dat er altijd ruimte is voor optimalisatie van CO₂-opname en begrip van de mechanismen die verbonden zijn aan materiaalkundige processen. Dit onderzoek laat zien dat duurzame oplossingen binnen ons bereik liggen, en met voortdurend onderzoek en samenwerking kunnen we de milieu-impact verminderen.
De volledige studie werd gepubliceerd in het tijdschrift Communications Materials.
