Я был потрясен, когда узнал, что строительный сектор, эксплуатация и обслуживание построенной среды ответственны за 45% всех выбросов углекислого газа в Великобритании из недавнего исследования, опубликованного в Великобритании. Далее в отчете добавляется, что 32% отходов на свалках приходится на строительный бизнес и снос зданий, и почти 13% из них – это полезные вещи.
Как мы можем уменьшить углеродный след в строительном секторе? Какие шаги предпринимают строительные компании и правительство, чтобы ограничить этот выброс?
Одним из таких шагов может быть – нацеливание на бетон, который является важным компонентом в строительстве зданий.
Производство цемента и Co2
Цемент, являющийся одним из основных ингредиентов бетона, ответственен за значительные выбросы С02, поскольку в процессе его производства в атмосферу выбрасывается огромное количество С02. При производстве метрической тонны цемента в атмосферу выбрасывается одна метрическая тонна (МТ) CO2.
Индия, занимающая второе место по производству цемента, произвела в 2019 году около 320 миллионов тонн, а в целом по миру производство цемента в 2019 году составило 4,2 миллиарда метрических тонн.
В настоящее время глобальные выбросы Co2 составляют 36,81 млрд тонн, в то время как в 1997 году этот показатель составлял 21,6 млрд тонн, увеличившись на 42%.
Из вышесказанного ясно, что цемент в 2019 году обеспечил 11,4% глобальной эмиссии.
Мой собственный опыт
Хотя я знал о смешанном цементе, я не сталкивался с использованием замены цемента до 2003 года, когда я отправился на Ближний Восток. Это объясняется тем, что проекты, над которыми я работал, предусматривали использование летучей золы (PFA), кремнеземистого дыма (SF) и GGBS (молотый гранулированный доменный шлак) в качестве замены цемента. Заводы-дозаторы разрабатывали смеси и поставляли прочный бетон с использованием заменителей цемента.
На этом проекте мы залили 2,5 млн м3 бетона, из которых 1 млн м3 конструкционного бетона был произведен с использованием замены цемента. Расход цементного материала составил 451 кг на м3, из которых 136 кг пришлось на замену цемента.
Таким образом, в данном случае выбросы углерода сократились на 136 кг x 1 000 000 м3 / 1000 кг = 136 000 метрических тонн.
Таким образом, проект значительно сократил выбросы углерода на этапе строительства.
На мой дом площадью 2300 кв. футов было использовано 70 м3 бетона, что привело к выбросу 28 Мт СО2. Я мог бы использовать золу-унос и сократить количество выбросов С02. Но тогда у меня не было идеи использовать золу.
Я оставляю на ваше усмотрение, какие выбросы происходят в бетонных джунглях Мумбаи.
Поскольку нет конца этой угрозе, которая только растет год от года, пришло время что-то предпринять, чтобы замедлить рост уровня выбросов.
Да, я имею в виду заменители или замены цемента для замедления темпов эмиссии.
Заменители цемента
Побочные отходы, такие как летучая зола (PFA), кремнеземистый дым (SF) и GGBS (молотый гранулированный доменный шлак), поступающие с угольных электростанций и сталелитейных предприятий, служат для замены цемента.
Хотя мы можем обсудить химическую часть позже, чтобы объяснить это, но доказано, что эти побочные продукты промышленности при смешивании с водой и другими ингредиентами бетона ведут себя так же, как цемент. Таким образом, фактически вы используете отходы производства, которые не выделяют CO2, в отличие от цемента.
На той работе, где я работал, спецификация проекта разрешала замену цемента на 8-10% кремнеземистого волокна, 25%-40% PFA и 30%-70% GGBS по весу от общего количества цементирующих материалов.
PFA соответствовал ASTCM C618, класс F.
GGBS соответствует ASTCM C989, класс 100 и 120.
Кремнеземистый наполнитель соответствует ASTM C1240.
Еще одним преимуществом замены цемента на цемент является экономия за счет низкой стоимости заменителей. Например, я проверил цену летучей золы – 1400 рупий за тонну по сравнению с 8000 рупий за тонну цемента. С другой стороны, ГГБС стоит 2800 рупий за тонну. Таким образом, использование PFA и GGBS дешевле на 60-70%.
Однако на Ближнем Востоке эти заменители необходимо импортировать, что повышает стоимость. Я также обнаружил, что кремнеземистый песок стоит дороже цемента.
Потребители должны просить заводы по производству цемента предусмотреть снижение цен на использование заменителей.
Многие проекты в других странах, включая США, Канаду и Ближний Восток, уже много лет используют высокообъемный бетон на основе летучей золы.
Преимущества летучей золы
Бетон с высоким содержанием летучей золы имеет следующие преимущества:
- Повышенная возрастная прочность
- Смягчает сульфатную атаку, коррозию и химические воздействия.
- Менее проницаемый бетон
- Более прочный
- Меньше тепла гидратации, меньше трещин, более высокая структурная целостность
- Более длительный срок службы бетона
- Можно получить гораздо более качественный архитектурный бетон без пористости, отверстий и ячеек.
Что нас останавливает?
Это может быть недостаточная осведомленность, устаревшие стандарты кодов или спецификации контрактов, не говоря уже об использовании заменителей. Даже самые лучшие нормы, такие как ACI 318, ограничивают использование летучей золы до 25%, и поэтому многие проектировщики и владельцы заводов-изготовителей проектируют смеси с максимальной долей летучей золы 25%. Однако ACI 318 предлагает максимальный предел в 50% для использования шлака (GGBS).
По какой-то причине заводы-изготовители менее охотно продвигаются вперед, используя низкозатратный, высокоэффективный, высокообъемный бетон с летучей золой в качестве альтернативы традиционному бетону.
Проектировщики /консультанты/ инженеры-строители недостаточно заинтересованы в том, чтобы проектировать бетонные смеси иначе, чем они делали это традиционно на протяжении многих лет, или повысить свою осведомленность о бетоне с высоким содержанием летучей золы.
Другим недостатком является более медленный темп набора прочности. Кубовидное дробление может не привести к набору бетоном проектной 28-дневной прочности для смесей с высоким содержанием летучей золы, а может и не достичь ее. Именно здесь проектировщики и составители спецификаций должны принять непростые решения.
Определите критерий приемки в 56 дней. Некоторые проекты в США уже адаптированы к такому подходу.
Движение вперед
Мы должны предпринять несколько смелых шагов и подготовить тендеры и спецификации таким образом, чтобы подрядчики практиковали экологически чистое строительство и, в то же время, строили более прочные и долговечные сооружения.
Читайте также: Как проверить качество цемента на строительной площадке?
Читайте далее:- Летучая зола – свойства, виды, механизм и применение.
- Свойства затвердевшего бетона с доменным шлаком (GGBFS).
- Долговечность бетона из молотого гранулированного доменного шлака ГГБФС.
- Типы оборудования для забивки свай – применение, преимущества и подробности.
- Влияние золы-уноса на долговечность бетона.
- Кирпичи из летучей золы и их сравнение с глиняными кирпичами – состав, производство.
- Влияние летучей золы на свойства затвердевшего бетона.