Technologie węglowe wpływają na branżę budowlaną
Nowe technologie węglowe przekształcają branżę budowlaną, zmniejszając zależność od naturalnego piasku i redukując emisje CO₂.
W obliczu rosnących obaw związanych z ochroną środowiska, branża budowlana znajduje się na rozdrożu, zmagając się z takimi kwestiami, jak malejąca podaż naturalnego piasku – przewiduje się, że do 2050 r. będzie go bardzo mało – oraz ślad węglowy związany z tradycyjnymi materiałami budowlanymi, takimi jak cement i wypalane cegły gliniane. W samych Indiach produkcja odpadów budowlanych i rozbiórkowych (C&D) osiąga oszałamiającą ilość 150 milionów ton rocznie, przy marnym wskaźniku recyklingu wynoszącym zaledwie 1%.
W odpowiedzi na te wyzwania, Centrum Zrównoważonych Technologii (CST) w Indyjskim Instytucie Nauki (IISc) prowadzi badania nad innowacyjnymi, przyjaznymi dla środowiska metodologiami budowlanymi. Koncentrując się na karbonatyzacji gleby i odpadów C&D, zespół opracowuje alternatywy dla naturalnego piasku, mając na celu złagodzenie degradacji środowiska przy jednoczesnej poprawie właściwości mechanicznych materiałów budowlanych.
Souradeep Gupta, adiunkt w CST, wyjaśnia potencjał wykorzystania i sekwestracji CO₂ jako kluczowej strategii produkcji niskoemisyjnych, prefabrykowanych produktów budowlanych. Podejście to nie tylko jest zgodne z krajowymi celami dekarbonizacji, ale także obiecuje skalowalne i praktyczne rozwiązania dylematu zrównoważonego rozwoju w sektorze budowlanym.
Badania Gupty, opublikowane w Construction and Building Materials, podkreślają korzyści płynące z zastąpienia naturalnego piasku odpadami C&D poddanymi obróbce CO₂ w zaprawie murarskiej. Proces ten, obejmujący utwardzanie w atmosferze wzbogaconej CO₂, przyspiesza rozwój właściwości strukturalnych materiału, zwiększając jego wytrzymałość na ściskanie o imponujące 20-22%.
Dalsze badania nad wpływem wtrysku dwutlenku węgla do gleby gliniastej, powszechnie wydobywanej podczas projektów budowlanych, wykazały obiecujące wyniki. Zabieg ten zwiększa stabilność gleby po zmieszaniu z cementem i wapnem, poprawiając ogólną wydajność inżynieryjną materiału. Odkrycia te, opublikowane w czasopiśmie Developments in the Built Environment, podkreślają potencjał materiałów węglanowych w rewolucjonizowaniu praktyk budowlanych.
Ważnym przełomem dokonanym przez zespół Gupty jest opracowanie materiałów cementowo-wapienno-glebowych z sekwestracją dwutlenku węgla, zdolnych do zastąpienia znacznych proporcji drobnych kruszyw w zaprawie. Tworzenie się kryształów węglanu wapnia w tych materiałach zagęszcza ich strukturę, prowadząc do znacznej poprawy wytrzymałości na ściskanie. Ta innowacyjna metoda skraca również czas utwardzania materiałów, przyspieszając ich gotowość do użycia w budownictwie.
Rozszerzając zakres swoich badań, zespół stworzył materiały do druku 3D ze stabilizowanej wydobytej gleby, wykorzystując mieszankę spoiw, takich jak cement portlandzki, żużel wielkopiecowy i popiół lotny. Formuła ta nie tylko wykazuje zwiększoną zdolność do wytłaczania i budowania, ale także znacznie zmniejsza zależność od cementu i naturalnego piasku, stanowiąc zrównoważoną alternatywę dla branży budowlanej.
Patrząc w przyszłość, naukowcy z CST planują zbadać wpływ przemysłowych i symulowanych gazów spalinowych na mikro i makro właściwości tych nowych materiałów. Zrozumienie wpływu różnych gazów przemysłowych na zdolność materiałów do wychwytywania dwutlenku węgla i właściwości strukturalne może jeszcze bardziej udoskonalić ich zastosowanie w ekologicznych praktykach budowlanych.
Trwa współpraca z wiodącymi firmami budowlanymi w celu zintegrowania tych przełomowych odkryć z komercyjnymi procesami produkcyjnymi. Ponadto zaangażowanie Gupty w prace krajowego komitetu, którego zadaniem jest rewizja norm dotyczących kruszyw naturalnych i pochodzących z recyklingu w materiałach na bazie cementu, podkreśla szersze implikacje tych badań dla zrównoważonych praktyk budowlanych.
Branża budowlana stoi w obliczu podwójnego kryzysu związanego z emisją CO₂ i niedoborem piasku, pilna potrzeba alternatywnych materiałów staje się coraz bardziej oczywista. Pionierska praca Gupty i jego zespołu w CST oferuje światło nadziei, torując drogę dla bardziej zrównoważonych, wydajnych i przyjaznych dla środowiska metodologii budowlanych.
Szymon Ślubowski
