Гибкий бетон имеет ряд привлекательных свойств, главное из которых — это низкий углеродный след. Бетон — это основа нашей современной инфраструктуры, но за комфорт приходится платить. Бетонная промышленность является одной из самых вредных для окружающей среды. На нее в 2018 году приходилось 9% общих мировых выбросов CO2.
Новый проект ученых
Ученые пытаются найти другие альтернативы, чтобы компенсировать огромный вред от углеродного следа. Один из таких проектов, разработанный специалистами Мичиганского университета, резко снижает выбросы CO2, фактически превращая парниковый газ в бетон. Полученный материал поддается изгибу. Это приводит к созданию менее хрупких конструкций. Поэтому они требуют меньшего количества материалов. Это тоже дополнительно снижает выбросы.
Формула бетона очень простая. Нужно только смешать заполнители (камни или песок) вместе с цементом и водой в нужных пропорциях. Формулы могут варьироваться в зависимости от типа конструкции (например, мосты или здания).
Выбросы углерода
На производство бетона в среднем приходится около 8% мировых выбросов двуокиси углерода (CO2). К примеру, если бы цементная промышленность была страной, она была бы третьим государством в мире по количеству выбросов. Цемент выделяет больше CO2, чем авиационное топливо (2,5%), и не сильно отстает от сельскохозяйственного бизнеса (12%).
Это объясняет, почему цемент — это первое, что ученые пытаются оптимизировать для снижения выбросов. Один из подходов заключается в использовании меньшего количества цемента в бетоне, в замене его угольной летучей золой и железным шлаком. Некоторые из наиболее многообещающих результатов дает смешивание известняковой кальцинированной глины с заполнителями, что может снизить выбросы на 20 %.
В развитых странах с более высоким уровнем доходов спрос на цемент и увеличение численности населения растут пропорционально. Правительства разработали свою инфраструктуру несколько десятилетий назад. Поэтому спрос на цемент ограничивается техническим обслуживанием и незначительным улучшением инфраструктуры, чтобы удовлетворить потребности населения.
Большая часть потребления цемента приходится на страны с наиболее быстрорастущей экономикой. С инвестиционной точки зрения фондовые рынки этих стран более волатильны, чем зрелые рынки развитых стран, но предлагают более высокую доходность. Это делает их не только более привлекательными, но и более рискованными.
Преимущества гибкого бетона
Исследователи из Мичиганского университета создали нечто еще более радикальное. Их цель — сократить вдвое углеродный след и повысить продуктивность застроенной окружающей среды к 2030 году. Один из проектов в этом направлении — это новый композит, который разработан для взаимодействия с CO2. При этом парниковый газ может храниться в бетоне.
Полученный строительный материал обладает рядом привлекательных свойств. Лабораторные эксперименты показали, что отверждение CO2 значительно улучшает прочность и долговечность бетона, хотя результаты могут варьироваться в зависимости от бетонных смесей и технологических процессов. Возможно, наиболее интересным свойством является то, что полученный бетон более гибок, что позволяет создавать более тонкие и менее хрупкие конструкции. Это снизит требования к армированной стали, что еще больше уменьшит углеродный след строительного проекта.
Гибкий бетон также привлекателен своей повышенной сейсмостойкостью. 61-этажное здание «Китахама», самая высокая жилая башня в Японии, было построено из гибкого бетона. Эти события важны в контексте разваливающейся инфраструктуры, управляемой на федеральном уровне, а также кризиса, вызванного пандемией. Согласно оценкам Американского общества инженеров-строителей, к 2025 году США необходимо потратить около 4,5 трлн долларов на ремонт дорог, мостов, плотин и другой инфраструктуры.
Заключение
Инфраструктура многих стран остро нуждается в капитальном ремонте. Экономические последствия пандемии могут оказаться прекрасной возможностью. Исторически спад компенсировался инвестициями в масштабные инфраструктурные проекты, которые создавали множество рабочих мест во многих отраслях. Если правительства решат эту амбициозную задачу, управление конкретными выбросами окажется важным для сохранения другой цели — смягчения последствий изменения климата.