Новая химия + меньше энергии = «зелёный» цемент

Цемент повсюду — от мостов и офисных зданий до бассейнов, тротуаров и скейт-парков. Немудрено, что около 5% углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу, рождается в цементных печах. Это примерно в два раза больше, чем даёт сжигание авиационного топлива. По данным Всемирного совета предпринимателей по экологически устойчивому развитию бетон занимает второе место на планете среди наиболее потребляемых веществ. На каждого человека ежегодно приходится по три тонны бетона, пущенных в дело. Цемента для этого производится около 3 млрд тонн в год.

Проблема — в процессе производства цемента, который заставляет двуокись углерода выбрасываться дважды. Для того чтобы превратить главный компонент портландцемента — карбонат кальция, содержащийся в известняке или меле, — в готовый продукт под названием алит, его необходимо разогреть в печи до 1 400˚C. Эта технология требует огромного количества энергии, источником которой служит в основном уголь — ископаемое топливо с самым большим содержанием углерода.

Кроме того, СО₂ выделяется в качестве побочного продукта превращения карбоната кальция в оксид кальция. В общей сложности производство тонны цемента выбрасывает в атмосферу 770 кг углекислого газа. Но куда без него? Строительная отрасль в буквальном смысле развалится без цемента.

Некоторые фирмы — например, калифорнийская Calera и британская Novacem — утверждают, что им удалось разработать технологический процесс с отрицательным балансом двуокиси углерода. Иными словами, в ходе производства углекислый газ не выделяется, а, напротив, поглощается. Критики, впрочем, настроены скептически. Климатолог Кен Калдейра из Института Карнеги (США) отмечает, что технология ещё не была убедительным образом продемонстрирована.

Кажется, решение проблемы может прийти из Германии, из лаборатории Петера Штеммерманна (Технологический институт Карлсруэ). Его продукт носит название Celitement. Это своего рода имитация цемента, которая получается при температуре всего 300˚C. В основе вещества лежит смесь различных кремниевых компонентов с более низким содержанием кальция. Кроме того, вода добавляется раньше, чем при изготовлении обычного цемента. Итог — иная химическая реакция и сокращение выбросов углекислого газа.

Полученный эрзац достаточно размолоть и использовать вместо привычного цемента. Кое-где он покажет себя намного лучше — например, в очистных сооружениях, где химикаты регулярно разъедают обычный бетон. Одна загвоздка — дорогой. Пока Celitement производится в очень малых масштабах в лабораторных условиях. Но впечатлительные инвесторы не дремлют, и уже готовится к запуску в 2011 году небольшой завод. А немецкая цементная компания Schwenk собирается к 2014 году организовать выпуск 66 тыс. т эрзаца в год.

Подготовлено по материалам National Geographic

Источник:

http://science.compulenta.ru:80/582267/?r1=yandex&r2=news