Низкоуглеродистый бетон привлек значительное внимание из-за количества CO2, которое выделяет традиционный бетон. Показано, что цемент вносит наибольший вклад в выброс CO2 – 75% от общего количества CO2, выделяемого бетоном, а заполнители вносят следующий большой вклад – менее 20%. CO2, выделяемый заполнителем, в основном связан с электроэнергией и в меньшей степени с выемкой грунта, перевозкой, взрывом и транспортировкой.
Исследователи предприняли множество попыток произвести бетон с минимально возможными выбросами CO2. Это не только делает бетон более экологичным, но и позволяет конструкциям соответствовать требованиям по экологическим характеристикам.
Производство низкоуглеродистого бетона начинается с добычи сырья для производства цемента и производства бетона. Существуют определенные методы, с помощью которых можно уменьшить количество выбросов углерода, например, использование таких материалов для замены цемента, как летучая зола, кремнеземистый дым и молотый гранулированный доменный шлак.
Использование дополнительных цементных материалов
Сообщается, что выбросы CO2 при изготовлении типичных бетонных смесей нормальной прочности с использованием портландцемента в качестве единственного вяжущего вещества колеблются между 0,29 и 0,32 т CO2-e/m3.
Количество выделяемого CO2 значительно снижается, когда определенный процент цемента заменяется цементирующими материалами, такими как молотый гранулированный доменный шлак (GGBFS), летучая зола (FA) и кремнеземистый дым (SF).
Показано, что влияние материалов, заменяющих цемент, возрастает примерно до 15-20%, после чего скорость снижения постепенно замедляется.
Установлено, что ГГБФС способен снизить выбросы CO2 в бетоне на 22% в типичных бетонных смесях. Установлено, что летучая зола способна снизить выбросы CO2 в бетоне на 13-15% в типичных бетонных смесях.
Дополнительные цементирующие материалы
Отверждение бетона с помощью диоксида углерода
Диоксид углерода может быть использован для снижения вредного воздействия бетона на окружающую среду. Диоксид углерода используется для активации ранней прочности, в то же время секвестрируя CO2 в бетоне. Реакция карбонизации между диоксидом углерода и соответствующими соединениями кальция приводит к постоянной фиксации диоксида углерода в термодинамически стабильном карбонате кальция.
Процесс отверждения бетона с помощью диоксида углерода
Переработка материалов
Утверждается, что переработка строительных отходов и мусора может снизить выбросы CO2 почти на 6%. Кроме того, повторное использование ресурсов и импорт региональных материалов снижают выбросы CO2 примерно на 3%.
Использование высокореактивного цемента и суперпластификаторов
Доказано, что в процессе производства цемента выделяется значительное количество CO2. Поэтому очень важно снизить выбросы CO2 на этом этапе. Использование суперпластификаторов и высокореакционных цементов, а также оптимизация гранулометрического состава и снижение содержания воды позволяет значительно уменьшить количество портландцементного клинкера в цементе и бетоне.
Кроме того, важно добавить соответствующее количество минеральных наполнителей, таких как известняковая мука, чтобы обеспечить оптимальный объем пасты. Кроме того, подходящим вариантом является уже практически осуществимая замена цементного клинкера вторичным сырьем, таким как летучая зола или печной шлак.
Наконец, сообщается, что использование высокореакционного цемента и суперпластификаторов может снизить выделение CO2 на 35%. Это снижение увеличивается до 60%, когда гранулированный доменный шлак используется в сочетании с высокореакционным цементом и суперпластификатором.
Использование суперпластификатора в бетоне
Преимущества низкоуглеродистого бетона
- Свойства затвердевшего бетона с доменным шлаком (GGBFS).
- Выбор суперпластификаторов для высокоэффективного бетона.
- Летучая зола – свойства, виды, механизм и применение.
- Влияние золы-уноса на долговечность бетона.
- Добавки (присадки) для бетона – виды, выбор, свойства, применение.
- Гранулированный молотый доменный шлак в бетоне и его преимущества.
- Типы оборудования для забивки свай – применение, преимущества и подробности.