ژاپن با افزودن CO2 به زباله‌های قدیمی، بتن‌های قوی‌تری تولید می‌کند
بتن پس از پایان عمر خود غالباً در محل‌های دفن زباله قرار می‌گیرد. تولید آن حدود 8٪ از انتشار کربن جهانی را شامل می‌شود.
محققان دانشگاه توکیو روشی نوآورانه پیدا کرده‌اند که بتن قدیمی را به چیزی جدید تبدیل کنند. جالب اینجاست که این بلوک‌های جدید بتن به اندازه‌ای محکم هستند که می‌توان از آنها برای ساخت خانه‌ها و سنگفرش‌ها استفاده کرد.
این روش نوآورانه نه تنها ضایعات را بازیافت می‌کند بلکه با جذب دی‌اکسید کربن به مبارزه با تغییرات آب و هوایی کمک می‌کند. و بهترین قسمت؟ این فرآیند می‌تواند تکرار شود و آن را به یک راه‌حل اقتصادی دایره‌ای واقعی تبدیل کند.
«ما در تلاش هستیم تا سیستم‌هایی توسعه دهیم که بتوانند به یک اقتصاد دایره‌ای و کربن خنثی کمک کنند،» گفت استاد ایپهی مارویاما که رهبری توسعه مواد را بر عهده داشته است.
«در ژاپن، تقاضای فعلی برای مصالح ساختمانی کمتر از گذشته است، بنابراین زمان خوبی است تا نوع جدیدی از کسب و کار ساخت و ساز را توسعه دهیم و در عین حال با تحقیق بیشتر درک خود از این ماده حیاتی را بهبود بخشیم.»
چگونه بلوک جدید ساخته شد
این فرآیند به طرز شگفت‌آوری ساده است. بتن قدیمی به پودر ریز تبدیل شده، با دی‌اکسید کربن موجود در جو واکنش داده، به لایه‌هایی تحت فشار شکل داده شده و گرم می‌شود تا به بلوک‌های جدید بتن تبدیل شود.
برای این توسعه، دی‌اکسید کربن جذب شده از جو یا انتشار صنعتی گرفته شد. همچنین بتن تخریب شده از ساختمان مدرسه برای بازیافت استفاده شد.
بر اساس بیانیه مطبوعاتی، بتن یک فرآیند کربوناسیون سه ماهه را پشت سر گذاشت. کربوناسیون یک فرآیند طبیعی تدریجی است که در آن اجزای بتن مانند پورتلندیت و کلسیم سیلیکات هیدرات با دی‌اکسید کربن موجود در جو واکنش داده و کربنات کلسیم تولید می‌کنند. پودر کربونیزه سپس با استفاده از محلول بی‌کربنات کلسیم خرد و سپس خشک شد.
این به آنها امکان داد تا یک ماده جدید و مقاوم به نام بلوک‌های بتنی کربنات کلسیم بسازند. به علاوه، این فرآیند مقاومت بلوک‌ها را برای استفاده افزایش داد.
«این بلوک‌ها به صورت نظری می‌توانند بارها و بارها از طریق همان فرآیند بازیافت شوند،» بیانیه مطبوعاتی اشاره کرد.
«این بلوک‌ها نظریه‌ای می‌توانند به طور نیمه‌دائم از طریق خرد کردن و بازسازی مجدد استفاده شوند، فرآیندی که نیاز به مصرف انرژی نسبتاً کمتری دارد. اکنون می‌توان بتن در ساختمان‌های قدیمی را به عنوان نوعی معدن شهری برای ایجاد ساختمان‌های جدید در نظر گرفت،» گفت مارویاما.
کمیابی سنگ آهک
سنگ آهک یک جز حیاتی در بتن است. باعث می‌شود بتن مقاومت و دوام داشته باشد.
با وجود اهمیت آن، سنگ آهک یک منبع محدود است و کشورهایی مانند ژاپن ذخایر محدودی دارند. در نتیجه، تأکید فزاینده‌ای بر بازیافت و استفاده مجدد از مواد به جای ایجاد مواد جدید وجود دارد.
چند سال پیش، محققان نوع جدیدی از بتن با پتانسیل کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای و بازپخت ضایعات ساختمانی توسعه دادند. این پروژه که به نام C4S (سیستم گردش کربنات کلسیم برای ساخت و ساز) شناخته می‌شود، بلوک‌های اولیه را محدود به چند سانتی‌متر ساخت. این بلوک‌های تازه ایجاد شده از نظر اندازه بزرگ‌تر هستند.
«به عنوان بخشی از پروژه C4S، قصد داریم یک خانه دو طبقه واقعی تا سال 2030 بسازیم،» گفت مارویاما.
«در چند سال آینده، ما همچنین برنامه داریم که به یک کارخانه پایلوت منتقل شویم که در آن بتوانیم کارایی تولید و کاربرد صنعتی را بهبود بخشیم و بر روی ایجاد عناصر ساختمانی بسیار بزرگ‌تر، هنگامی که به سوی تجاری‌سازی این ماده حرکت می‌کنیم، کار کنیم،» مارویاما در بیانیه مطبوعاتی نتیجه‌گیری کرد.
یافته‌ها در مجله تکنولوژی پیشرفته بتن منتشر شد.
