Зеленый цемент – это экологически чистый продукт, который минимизирует
углеродный след от производства цемента. Было предпринято много попыток произвести “зеленый
цемента, и было создано несколько видов “зеленого” цемента.
Большинство из них основано на технологических достижениях, которые включают в себя энергоэффективные методы производства с низким содержанием углерода, новые рецептуры цемента, геополимеры, углеродно-отрицательные цементы и новые бетонные изделия. Кроме того, производство “зеленого” цемента сокращает потребление цемента, а его основное сырье включает отходы промышленности, такие как доменный шлак и летучая зола.
Цемент Ekkomaxx, цемент с оксихлоридом магния, геополимерный цемент, железобетон, цемент с сульфоалюминатом кальция и цемент с секвестрированным углеродом – вот некоторые примеры “зеленого” цемента. Некоторые из этих продуктов уже коммерциализированы и используются в различных проектах, в то время как ряд этих цементов не нашли широкого применения в строительных проектах, но имеют большой потенциал для использования.
Виды экологичного цемента
1. Цемент Ekkomaxx
Это тип зеленого цемента, производимый компанией Ceratech в США, который состоит из 95% летучей золы и 5% возобновляемых жидких добавок. В соответствии с такими стандартами, как Международный совет по кодексу и Совет по экологическому строительству США, этот цемент, производимый компанией Ceratech, имеет практически нулевой углеродный след.
В процессе производства цемента не только на 95% сократилось использование первичного материала, но и потребность в воде уменьшилась вдвое.
Основными характеристиками цемента Ekkomax являются
высокая ранняя прочность, упругость, трещиностойкость, низкая хлоридная проницаемость,
устойчивость к сульфатному воздействию, долговечность, коррозионная стойкость, которая превышает
в три раза больше, чем у обычного цемента, а устойчивость к замораживанию и оттаиванию
выше, чем у обычного цемента.
2. Цемент на основе оксихлорида магния
Оксихлорид магния (MOC) – это экологически чистый и углеродно-нейтральный цемент, который производится из двух основных материалов, а именно: порошка оксида магния (MgO) и концентрированного раствора хлорида магния (MgCl2). Это побочные продукты добычи магния.
MOC обладает большой
прочностью на сжатие и быстро застывает, а MgO поглощает CO2 из атмосферы,
но вода может значительно снизить его прочность. Однако этот недостаток MOC
может быть устранена в определенной степени путем введения 15% летучей золы и такого же
количества кремнеземистого дыма.
Эти добавки заполняют поры в МОК, что делает бетон более плотным. Следовательно, значительно повышается как прочность, так и долговечность бетона. Кроме того, необходимо добавлять фосфорную кислоту и растворимые фосфаты для повышения устойчивости этого вида зеленого цемента к воздействию теплой воды.
Наконец, цемент с оксихлоридом магния приводит к коррозии стали, поэтому данный вид цемента не может быть использован для строительства железобетонных конструкций, пока эта проблема не будет решена.
3. Геополимерный цемент
Геополимер, который также известен как щелочно-активированный цемент, производится из алюмосиликатов вместо более вредного для окружающей среды оксида кальция.
Алюмосиликаты получают из побочных продуктов промышленности, таких как летучая зола. По своим характеристикам и стоимости геополимерный цемент конкурирует с обычным портландцементом, а также выделяет на 95% меньше CO2, чем обычный портландцемент.
3. Железобетон
Железобетонный цемент производится путем смешивания кремнезема и железа, которые являются побочными продуктами сталелитейной и стекольной промышленности. Затем эта смесь материалов отверждается с помощью CO2, и, следовательно, потенциально становится углеродно-отрицательным материалом. Ученые из Университета Аризоны изобрели железобетон.
4. Цемент из сульфоалюмината кальция
Цемент из сульфоалюмината кальция производится в печи, где требуется температура 1232,2C (2250F), а не 1426,6 (2500F) обычного цемента. В результате в атмосферу выбрасывается меньше CO2. Сульфоалюминатный цемент кальция быстро схватывается; набирает 28-дневную прочность обычного бетона за 24 часа.
Поэтому его используют в проектах, где быстрое схватывание бетона имеет решающее значение, например, настилы мостов и взлетно-посадочные полосы аэропортов. Сульфоалюминатный цемент может использоваться в качестве цемента, компенсирующего усадку, при добавлении большего количества гипса.
Этот тип цемента позволяет достичь экономии энергии до 25% и обеспечивает экологические преимущества за счет снижения выбросов CO2 примерно на 20% по сравнению с портландцементом.
5. Цемент из секвестрированного углерода
Цемент Calera Corp. в Калифорнии производит цемент из морской воды или рассола, смешанного с CO2, который может быть использован в качестве заменителя портландцемента. В этом процессе производства цемента газы, богатые CO2, фильтруются через морскую воду.
Кальций и магний удаляются из морской воды и вступают в реакцию с CO2 для получения высококачественного цемента, который имеет белый цвет, воздухопроницаем и более прочен, чем обычный OPC.
Образование карбонизации Согласно данным Calera Corp.
6. Цемент, произведенный с использованием перегретого пара
Процесс
Перегретый пар может быть использован для изменения частиц цемента, чтобы сделать
их более реакционноспособными. В этом процессе выделяющийся CO2 может быть уловлен после его
после его отделения.
7. Цемент, полученный с помощью реактивной гидротермальной жидкофазной денсификации
Этот тип цемента производится из того же сырья, что и обычный портландцемент, но при более низкой температуре и с помощью другой химической реакции, которая производит меньше CO2 по сравнению с традиционным процессом производства портландцемента.
Этот цемент смешивается с водой и CO2 и вступает в реакцию с CO2 с образованием карбоната кальция и кремнезема, которые в конечном итоге затвердевают, образуя бетон. Этот тип “зеленого” цемента производится компанией SolidiaTechnology, расположенной в США, и имеет партнерские отношения с Lafarge для коммерциализации технологии производства цемента.
Преимущества
- Долгосрочные свойства геополимерного бетона с низкокальциевой золой-уноса.
- Летучая зола – свойства, виды, механизм и применение.
- Влияние золы-уноса на долговечность бетона.
- Как можно использовать воплощенный углерод для снижения глобального потепления?.
- Геополимерный бетон: Свойства, состав и применение.
- Воплощенный углерод в строительстве: Самое время сократить его.
- Летучая зола для строительства бетонных покрытий.