Beton, of eigenlijk cement, is een belangrijk veroorzaker van broeikasgassen.
Beton is ’s werelds meest gebruikte bouwmateriaal én verantwoordelijk, of eigenlijk het cement in het beton, voor 5 tot 10% van alle door de industrie veroorzaakte broeikasgasemissies. Nieuw onderzoek van het MIT in Cambridge (VS) en het Franse CNRS zou hebben aangetoond dat minder kalk voor het maken van cement de uitstoot met meer dan de helft terug zou kunnen dringen, terwijl die vermindering ook nog een eens sterker, duurzamer materiaal oplevert ook.
De onderzoekers kwamen tot hun conclusie op basis van een zeer nauwgezette moleculaire analyse van de chemische structuur van beton (een mengsel van zand, kiezel, water en cement). Cement wordt gemaakt uit kalkrijk materiaal, meestal kalksteen, en silicarijk materiaal (klei) bij een temperatuur van 1500°C. Het harde product dat hieruit ontstaat wordt vervolgens gemalen: cement. Het ontkolen van het kalksteen en de hoge benodigde temperaturen zijn verantwoordelijk voor de hoge broeikasuitstoot van het proces.
De nieuwe moleculaire analyse leert dat een verlaging van het kalkaandeel ten opzichte van het kleideel niet alleen de uitstoot aanzienlijk reduceert, maar, uiteindelijk, ook sterker en duurzamer beton oplevert. Onderzoeker Roland Pellenq van het MIT legt uit dat de verhouding kalk/silica (silciumoxide) voor de productie van cement varieert tussen de 1,2 en 2,2 met 1,7 als norm. De onderzoekers kwamen tot de conclusie dat niet die 1,7 maar 1,5 het optimum is. Pellenq:”Als de verhouding verandert, verandert de moleculaire structuur van het uitgeharde materiaal van kristallijn naar glasachtig.” 1,5 zou de ‘magische’ verhouding zijn. Dan kan het materiaal, in theorie, twee keer de mechanische sterkte hebben van normaal cement. De conclusies zijn gehouden tegen een groot aantal experimentele data.
Doordat het kalkaandeel zakt, daalt ook de broeikasgasuitstoot van de cementproductie met, denkt Pellenq, maximaal 60%. Omdat dat ‘nieuwe’ beton glasachtiger is en minder kristallijn, zou het ook geen last hebben van restspanningen, waardoor dat breukbestendiger zou zijn.
Dit is allemaal moleculair geanalyseer. Pellenq: “De volgende stap is dat deze eigenschappen op nanoschaal worden vertaald naar de mesoschaal.” Oftewel: klopt de theorie ook in de praktijk?
Bron: Science Daily