Hoe aluminium de duurzaamheidsuitdaging van cement kan oplossen
Een nieuw type cement dat gemaakt is van beton en versterkt met aluminium kan voor slankere betonconstructies zorgen, waardoor er een nieuwe wereld van ontwerpkansen wordt geopend. Dit materiaal zou ook de CO2 uitstoot-uitdaging van de cementindustrie kunnen oplossen. Hieronder de toelichting.
De cementproductie is verantwoordelijk voor 7 procent van de wereldwijde CO2-uitstoot en wordt nog steeds beschouwd als een van 's werelds grootste CO2-uitdagingen. Hoe kunnen we deze uitstoot verminderen?
Laten we beginnen met te kijken naar het materiaal dat traditioneel wordt gebruikt als versterking in beton: staal.
Staalgewapend beton heeft een grote ecologische CO2 footprint
Staal heeft deze rol omdat de pH van gewoon cement zo hoog is dat aluminium corrodeert. Staal is ook sterk, maar het metaal heeft van nature enkele zwakheden.
Staal corrodeert bij contact met zeewater en CO2 uit de lucht. Als lucht en water het staal bereiken en het staal corrodeert, zal het beton barsten. De stalen versterking moet dus ter bescherming worden bedekt met dichter en dikker beton. Zolang het beton het staal kan beschermen tegen invloeden van buitenaf kunnen de gewone betonconstructies lang meegaan.
Het staalgewapend beton is ook een achterblijver wat betreft de ecologische footprint. Dit komt omdat staal alleen het gebruik van gewoon cement toestaat en gewoon cement een hoge ecologische footprint heeft. Bovendien, omdat er meer beton nodig is, krijg je objecten die overgedimensioneerd zijn.
Meer beton, meer CO2-uitstoot.
Duurzaam met aluminium versterkt milieuvriendelijk beton
Zoals ik al zei, is de pH van gewoon beton zo hoog dat aluminium corrodeert. Het corrodeert echter niet bij lagere pH-waarden. Wat als dit mengsel veranderd wordt?
Uit nieuw onderzoek in Noorwegen, uitgevoerd door een consortium van onderzoeksinstellingen en relevante bedrijven, is namelijk gebleken dat aluminium kan worden gebruikt als versterkingsmetaal in beton met een nieuw cementmengsel dat niet zo alkalisch is als traditioneel beton. Een van de geheimen is dat het mengsel minder gecalcineerde kalksteen gebruikt.
Het lijkt erop dat deze mix een aantal voordelen kan opleveren die voor bijna iedereen goed zijn.
Milieuvoordelen van aluminium gewapend beton
Het gebruik van aluminium als versterking opent de mogelijkheden voor het gebruik van bindmiddelen waar staal niet tegen bestand is. Dit resulteert in veel minder CO2-uitstoot vergeleken met traditioneel cement. Meer dan de helft van het cement wordt vervangen door gewone klei en andere bindmiddelen die CO2 niet afbreken zoals de cementklinker, dat vervolgens wordt verbrand bij lagere temperaturen. Dit zorgt voor een vermindering in enorme hoeveelheden energie en emissies.
Aluminium heeft een natuurlijke oxidelaag die zichzelf beschermt tegen corrosie, zodat het veel beter bestand is tegen lucht en zeewater dan staal. Dit maakt het beton onderhoudsvrij en het heeft langere levensduur dan de huidige constructies, omdat het de bescherming niet nodig heeft zoals staal.
Hierdoor heb je meer mogelijkheden bij het ontwerpen van betonconstructies, omdat er minder beton nodig is. Het maakt slankere betonconstructies mogelijk, waardoor de CO2-uitstoot opnieuw wordt verminderd.
Poreuzer beton wanneer aluminium als versterking wordt gebruikt
Je kan ook poreuzer beton gebruiken wanneer aluminium als versterking wordt gebruikt. Hierdoor kan het tijdens de gebruiksfase CO2 uit zijn omgeving opnemen en opslaan.
Er zijn ook een aantal voordelen, zoals:
-
Het nieuwe cement kan worden gemengd met zeewater, wat een enorm voordeel is op plaatsen met beperkte toegang tot zoet water
-
Het maakt het gebruik van calciumchloride mogelijk, de beste versneller van hydratatie in beton
Meer onderzoek naar aluminium gewapend beton is nodigd
Wanneer komt aluminium gewapend beton op de markt? Dat is lastig om te zeggen.
Dit is nog steeds een onderzoeksproject met nog vele maanden te gaan en nog meer vragen die beantwoord moeten worden. Maar als het onderzoek succesvol is, kan aluminium een van de grootste CO2-uitdagingen ter wereld helpen oplossen en daarmee die van jou ook. Ik houd je op de hoogte van de voortgang.
