Kunnen we ooit cement vervangen als het essentiële element in beton? We bekijken twee alternatieve antwoorden op deze vraag.
De problemen met cement
Portlandcement domineert in de bouw- en wegenbouwsector. Vanuit milieuoogpunt is cement niet de perfecte oplossing. De cementindustrie is verantwoordelijk voor 7% van de wereldwijde uitstoot van kooldioxide. Voor elke 600 kg cement komt ongeveer 400 kg CO 2 vrij in de atmosfeer.
Het is mogelijk om beton te recyclen door het te breken en het grind te gebruiken, bijvoorbeeld in de wegenbouw. De vraag naar nieuw beton is echter enorm en neemt toe. Volgens The Washington Post gebruikte China tussen 2011 en 2013 meer cement dan de VS in de hele 20e eeuw. De wereldwijde productie van cement is gestegen van 3,3 miljard ton in 2010 naar 4,2 in 2016. Zelfs dat is niet genoeg; Een tekort aan cement is in sommige landen een reëel probleem.
De volgende pogingen introduceren nieuwe manieren om beton te maken van industriële bijproducten.
Ferrocrete ™ van IronKast
Tijdens zijn Ph.D. Tijdens zijn studie aan de Universiteit van Arizona kwam David Stone op het idee om ijzercarbonaat te gebruiken als een belangrijk ingrediënt voor een cementvervanger. "Het hele proces is groen", vertelde David in een interview voor PBS News Hour. "Dit is een koolstofnegatief proces dat helpt om het broeikasgas, kooldioxide, vast te houden." Het proces kan een bijproduct van staalfabrieken gebruiken. "Ik ontdekte dat dit materiaal, staalstof genaamd, niet wordt gerecycled, dus het gaat meestal rechtstreeks naar de stortplaats." Silica wordt aan de mix toegevoegd, en dat komt van gemalen glas.
Stone won een prijs voor zijn innovatie en de Universiteit van Arizona hielp hem een octrooi te bemachtigen. Het gaf ook een licentie voor de technologie voor Stone. Hij werd een van de oprichters van een bedrijf in Nevada genaamd IronKast . Het bezit nu een exclusief patent op het cement op basis van ijzercarbonaat, Ferrocrete ™ genaamd.
Volgens IronKast presteert Ferrocrete ™ beter dan portlandcement. Het is sterker en breekt niet af bij blootstelling aan hoge temperaturen of zout water. IronKast richt zich momenteel op piloottoepassingen in maritieme omgevingen.
Een nieuw type beton
De Finse stad Lappeenranta en de Lappeenranta University of Technology (LUT) ontwikkelen samen met hun partners een duurzaam composiet dat beton zou kunnen vervangen. Het driejarige project circulaire economie combineert zijstromen uit de bos- en mijnbouw. Hun door de EU gefinancierde project zal ook 3D-printen ontwikkelen.
“Met beton en 3D-printen van het nieuwe materiaal, is het misschien mogelijk om te ontsnappen aan de rigide ontwerptaal van het bouwen en om gebogen en zelfs functionele vormen te creëren. Het nieuwe materiaal zou kunnen worden gebruikt om bijvoorbeeld esthetisch aantrekkelijkere geluidsschermen, parkbanken en skateboardhellingen te vervaardigen. Daarom zijn er designbedrijven bij ons project betrokken ”, zeggen adviseurs Terhi Jantunen en Eeva Pihlajaniemi van de stad Lappeenranta.
De totale kosten van het Urban Infra Revolution-project bedragen 4,2 miljoen euro, waarvan 80% afkomstig zal zijn uit het programma Urban Innovation Action (UIA) van het EFRO. De rest wordt betaald door de organisaties die aan het project deelnemen.
FIMAtec, een Finse innovator op het gebied van robotachtig 3D-printen, is ook betrokken. “Het EU-project fungeert als een natuurlijke voortzetting van het ontwikkelingspad van FIMAtec, aangezien nieuwe milieuvriendelijke constructiematerialen met superieure eigenschappen de wereld al in de nabije toekomst aanzienlijk zullen veranderen. FIMAtec wil bij deze ontwikkeling betrokken zijn en als pionier optreden ”, zegt Antti Korhonen , directeur Business Development bij FIMAtec.
Zullen we massaal gebruik van deze of andere cementvervangers zien? Het hangt af van de beschikbaarheid van hun bronmateriaal en de productiekosten. Het is waarschijnlijk dat geen enkele oplossing cement zal vervangen; in plaats daarvan zullen er een aantal vervangers zijn voor verschillende doeleinden en locaties.
Via: AEC