2021 rugpjūčio 3 d. antradienis, 23:58
Reklama  |  facebook

Geresnio pasaulio statymas naudojant „žaliąjį“ cementą

Irmantas BARAUSKAS, KTU Cheminės technologijos fakulteto docentas      2021-04-13 10:23
Cemento gamybos apimtis visame pasaulyje 2019 m. jau siekė apie 4,2 mlrd. tonų, kai 1995 m. – tik 1,39 mlrd. Tai rodo labai spartų ir globalų statybos pramonės augimą. Šiandien pasaulyje yra vienintelė medžiaga, kurios žmonės sunaudoja daugiau nei betono, tai – vanduo.
nuotrauka
KTU (unsplash.com) iliustr.


Minimos įmonės
KTU Cheminės technologijos fakultetas,

Betonas yra nebrangus ir lengvai eksploatuojamas, nes tik pagamintas teka, o vėliau tampa kietas kaip uola (todėl gali būti vadinamas dirbtinu akmeniu). Tačiau svarbu pripažinti, kad pagrindinis betono komponentas – cementas yra „nešvarus“.

Nešvarus – ne ta prasme, kad ištepa drabužius (nors ši problema statybininkams irgi labai gerai žinoma), tačiau dėl to, jog cemento gamybos metu yra išmetamas milžiniškas CO2 kiekis. Pagaminus 1 toną įprastinio cemento, į aplinką išskiriama apie 1 tona anglies dioksido.

Pagrindinė cemento gamybos žaliava yra kalkakmenis (klintis), kurio didžiausią dalį sudaro kalcio karbonatas. Degant žaliavų mišinį, kalcio karbonatas skyla išskirdamas CO2. Cemento klinkerio degimas vykdomas apie 1500 °C, todėl šiam procesui reikia daug iškastinio kuro, kurio degimo metu išskiriama dar daugiau COdujų. Dėl šių priežasčių, cemento gamyba lemia 5–7 % viso pasaulio išmetamo anglies dioksido kiekio.

Jungtinėse Amerikos Valstijose tik iškastinio kuro naudojimas (transporto, elektros, chemijos gamybai ir kitoms reikmėms) ir geležies bei plieno pramonė išskiria daugiau šiltnamio efektą sukeliančių dujų.

Išskiria, bet ir sugeria

Bet ar tikrai cementas yra vien tik COemisijos šaltinis? Atsakymas – laiko trukmės klausimas, nes pagamintas betonas ar jo gaminiai COsugeria!

KTU nuotraukoje – teksto autorius 
Irmantas Barauskas, Kauno technologijos universiteto Cheminės technologijos fakulteto docentas

Betonas absorbuoja anglies dioksidą ir jį „suriša“ į akmenį (kalcio karbonatą). Šis procesas paprastai vadinamas karbonizacija. Tai gali būti vertinama tiesiog kaip papildomas anglies (tame tarpe ir CO2) gyvavimo ciklas.

Anglies dioksidą betonas gali absorbuoti būdamas įvairių formų: pvz. kaip pastatų, tiltų ar šaligatvių dalis. Kad šis procesas vyktų, betonas nebūtinai turi būti tiesiogiai veikiamas atmosferos. Požeminiai betoniniai vamzdynai ir pamatai gali absorbuoti COiš dirvožemio, o požeminiai ir povandeniniai įrenginiai gali absorbuoti ištirpusį anglies dioksidą, esantį požeminiame, gėlame ir sūriame vandenyje.

Šiame tvarumo amžiuje daugelis žmonių taip pat pakartotinai naudoja betoną antrinėms reikmėms. Trupintas betonas naudojamas kaip pagrindas kelių statyboje arba kaip užpildas betoninių konstrukcijų, asfalto dangoje. Kiekvienas iš šių antrinių panaudojimų taip pat gali būti įtrauktas į anglies gyvavimo ciklą.

Taigi, kiek anglies dioksido gali absorbuoti betonas ir kiek tai trunka? Deja, atsakymai nėra paprasti. Betonas yra labai sudėtinga ir dinamiška medžiaga. Jis sudarytas iš daug skirtingų cheminių junginių, kurie laikui bėgant keičiasi ir skiriasi priklausomai nuo žaliavų mišinių ir aplinkos poveikio.

Labai sunku įvertinti karbonizacijos greitį ir dėl skirtingo betonų poringumo. Yra manoma, kad tokį pat COkiekį, kuris išsiskiria cemento gamybos metu, betonas gali absorbuoti, tačiau tai gali trukti net kelis dešimtmečius. Svarbiausia yra suprasti, kad betonas yra anglies dvideginio „surinkėjas“ ir turi didelę įtaką COgyvavimo ciklui.

Norint, kad cemento gamyba taptų COneutrali, tai būti sprendžiama kompleksiškai. Taip įmanoma pasiekti, kad cemento, o dėl to ir betono, gamyba taptų ne tik neutrali, tačiau net ir (ilgesnio trukmės periodo atžvilgiu) COneigiama!

Du pagrindiniai būdai

Tad, kokiais būdais galime sumažinti COemisija cemento gamybos metu? Pagrindiniai COdujų išmetimo šaltiniai gaminant Portlandcementį yra suskirstyti į dvi grupes – kuro deginimas cemento krosniai (cemento klinkeris degamas apie 1500 °C) ir pats kalcinavimo (degimo) procesas, kurio metu išmetama apie 50% CO2.

Tradiciškai klinkerio degimo krosnis kūrenama akmens anglimi, gamtinėmis dujomis arba mazutu. Alternatyvaus kuro šaltiniai pradėti naudoti tik devintojo dešimtmečio viduryje. Tokie degalai kaip biomasė gali efektyviai sumažinti (apie 20–25%) COkiekį, jei palyginsime ją su akmens anglimi.

Alternatyvus kuras, kurį naudoja cemento pramonė, yra panaudotos padangos, nuotekų dumblas, gyvūninės kilmės, naftos, popieriaus atliekos, plastikas, tekstilė ir panašios medžiagos. Kai kurios gamyklos jau pakeitė net 100 proc. tradicinio kuro alternatyviu.

Tačiau yra keletas praktinių kuro pakeitimo problemų: jų cheminės savybės ir sudėtis skiriasi nuo tradicinių, dėl kurių į cementą patenka skirtingų junginių, o dėl to blogėja ir jo kokybė (pvz., pasiekiami mažesni stiprumai). Kuro keitimo problemas galima spręsti atidžiai kontroliuojant gamybos procesą ir koreguojant sudėtis, tačiau tai reikalauja papildomų tyrimų bei patirties.

Kai kuriose išsivysčiusiose šalyse alternatyvaus kuro naudojimas jau yra perkeltas iš laboratorinių tyrimų į gamybą, o 2050 m. tikimasi pakeisti apie 40–60% naudojamo alternatyvaus kuro. Tačiau besivystančiose šalyse ši dalis sudarys tik 25–35%. Kadangi kuro degimo COišmetimas sudaro apie 40-50 % viso išmetamo kiekio, naudojant alternatyvų kurą galima žymiai sumažinti išmetamų teršalų kiekį.

KTU laboratorijose – molis

Kitas COmažinimo būdas yra cemento kiekio keitimas įvairiais priedais (vad. papildomos cementinės medžiagos – angl. trumpinimas SCM). Šiuo metu cemento gamintojai naudoja įvairias kitų gamybų atliekas (šlakus, lakiuosius pelenai ir kt.) bei natūralius mineralus (klintis, pucolanus ir pan.).

Londono imperatoriškojo koledžo mokslininkas Nikolaos Vlasopoulos sakė: „Nemanau, kad šiandien pasaulyje naudojama statybinė medžiaga, kuri būtų blogiau suprantama nei portlandcementis“, o pagrindinė kliūtis, su kuria susiduria pramoninės įmonės norėdamos įdiegti naujus statybos produktus – laikas ir žmonių baimės.

Naujiems cementams patvarumo įrodymai užtrunka. Pvz., jei statome tiltą ar pastatą naudodami naują cementą, kaip įtikinti žmones, kad jis bus tvirtas? Tai iššūkis. Niekas nenori, kad tiltas griūtų.

Todėl tyrimai su naujais priedais ir medžiagomis vykdomi nesustojant. KTU mokslininkai kuria naujas rišamąsias medžiagas, kurios pakeistų tradicinį cementą (pvz. medžiagą kuri kietėja ne vandenyje, o COaplinkoje, o dėl to COišmetimas į aplinką sumažėja apie 30 %) ir tiria įvairius mineralinius priedus.

Tyrimų rezultatai rodo, kad technologiškai apdorojus vietinę pigią žaliavą – molį ir sumaišius su naftos perdirbimo metu susidarančiomis katalizatoriaus atliekomis gaunama stipresnė rišamoji medžiaga. Šiuo metu tiriamos šio cemento gaminių eksploatacines savybės.

Pasaulyje ieškoma įvairių būdų

Gera žinia ta, kad didžiausias pasaulyje cemento gamintojas „LafargeHolcim“, nepaisant visų iššūkių, planuoja padidinti „žaliųjų“ (t.y. ekologiškų) statybinių medžiagų naudojimą iki 100 mln. tonų per metus ir pasiekti COneutralią cemento gamybą jau 2030 m.

Kompanijos vadovybė teigia, kad turi 52 projektus, skirtus padidinti alternatyvių degalų naudojimą, o planuojamų investicijų atsipirkimo trukmė grindžiama ne tik pigesniu kuru, bet taip pat ir mažesniais COmokesčiais.

Tuo tarpu cemento gamintoja milžinė kompanija „Cemex“ COneutralią cemento gamybą tikisi pasiekti 2050 m. „Cemex“ šiuo metu dalyvauja 20-yje COmažinimo projektų visame pasaulyje, įskaitant partnerystę su Šveicarijos kompanija „Synhelion“.

Pastarieji kuria saulės energijos technologiją, kuri visiškai ar iš dalies pakeistų iškastinio kuro naudojimą. Šios įmonės nuolat didina žaliųjų cementų gamybą. Kaip prognozuoja analitikai, pasaulinė žaliųjų cementų rinka nuo 2016–2024 m. išaugs iki 11,3%.
Statybunaujienos.lt




Žalia statyba

nuotrauka
2021-05-28 11:02
Europai siekiant Žaliajame kurse numatyto siekio iki 2050 m. tapti klimato požiūriu neutraliu žemynu, prie šio tikslo vis didesne dalimi siekia prisidėti ir verslas. Ypač svarbiu tampa statybų sektoriaus indėlis. Skaičiuojama, kad būtent jam tenka maždaug 38 proc. pasaulinės CO2 emisijos.
nuotrauka
2021-05-13 16:27
Vilniuje, Lvovo g. 37 duris jau atvėrė vienas inovatyviausių verslo centrų Lietuvoje. Šiuolaikiškiems A+ energinės klasės pastato reikalavimams, užsakovo bei nuomininkų poreikiams ir lūkesčiams atliepti, „Caverion Lietuva“ 8 aukštų, 23.000 kv. m bendro ploto pastate įrengė didelės apimties ateities ...
nuotrauka
2021-05-13 14:15
Rekonstravus Vilniaus nuotekų valyklą, numatomas ilgalaikis teigiamas poveikis Neries upės ekologijai, o sumontuoti modernūs įrengimai sulaikys net smulkiausias plastiko, plaušo ir kitas fizines daleles (iki mažiausio 0,05 mm dydžio).
nuotrauka
2021-05-05 09:59
Studentų laisvalaikio klubo „Kolegos“ vietoje iškilsiantis naujas unikalus tarpdisciplininis prototipavimo laboratorijų centras KTU „M-Lab“ Kaune skelbia statybų pradžią – šiuo metu čia prasidėjo griovimo darbai. Planuojama, kad KTU Studentų miestelio vaizdą pakeisiantis inovatyvių laboratorijų komp...
nuotrauka
2021-04-07 12:07
Nemažai gyventojų savo būstuose pasirenka naudoti saulės elektrinės energiją. Nekilnojamojo turto savininkams, nusprendusiems pasirinkti saulės energiją, pirmiausia aktualu žinoti, ar šis energijos šaltinis priskirtinas prie atsinaujinančių energijos šaltinių ir ar su saulės elektrinėmis galima pasi...
nuotrauka
2021-04-01 10:22
Nors gali pasirodyti, kad pandemijos metu tokie globalūs iššūkiai kaip klimato kaitos mažinimas ar investicijos į tvarų vystymąsi atsiduria antrame plane, šie klausimai niekur nedingo. Didžiausią poveikį aplinkai darantys maisto, statybos ir transporto sektoriai išlieka po Vyriausybių ir visuomenės ...
nuotrauka
2021-03-31 13:46
Vyriausybė pritarė Ilgalaikei renovacijos strategijai, pagal kurią iki 2050 m. visi Lietuvos vieši ir privatūs pastatai bei gyvenamieji namai turės tapti visiškai nepriklausomi nuo iškastinio kuro, o jų anglies dvideginio pėdsakas būti lygus nuliui.
nuotrauka
2021-03-17 11:07
Europos Sąjungoje pastatams tenka maždaug 40 proc. viso energijos suvartojimo. Be to, pastatų eksploatavimo metu išmetama maždaug trečdalis viso šiltnamio efektą sukeliančių dujų kiekio.
nuotrauka
2021-03-12 07:50
Tvarios statybos mokymai jau įžengė į Lietuvą: pirmą kartą įvykusiame tvarios statybos mokymo programos kurse sudalyvavo ir tvarios statybos žinių įgijo daugiau nei 100 būsimų statybos ir inžinerijos darbuotojų, o dar 20 šiuo metu tęsia mokymus.
nuotrauka
2021-03-03 07:33
Nuo 2007 m. veikianti UAB „VA STATYBA“ šiandien drąsiai imasi ir sėkmingai įgyvendina išskirtinius statybos ir rekonstrukcijos projektus.
nuotrauka
2021-03-01 16:57
Ekonomikai žengiant neutralumo klimatui keliu, pramonės laukia transformacija: įmonėse ilgainiui nebebus naudojamas iškastinis kuras, taršius gamybos procesus ir žaliavas keis žiedinės ekonomikos principai, dominuos žalieji pirkimai. Iki 2035 m žiediškumo indeksas (atgautų atliekų panaudojimas) pram...
nuotrauka
2021-02-25 16:13
Vyriausybės, savivaldos, NT vystytojų, statybininkų, architektų, inžinierių bei verslo atstovai sutaria, kad toliau stringant renovacijos programai, o statybų sektoriui susiduriant su našumo problema, būtini reglamentavimo pokyčiai. Išeitis matoma Europos Sąjungos žaliajame kurse ir tvarių statybini...
nuotrauka
2021-01-20 10:03
SEB banko būstinei Vilniuje suteiktas „BREEAM International New Construction“ pastato poveikio aplinkai vertinimo sertifikatas. Šiuo metu tai yra pirmasis ir vienintelis pastatas Baltijos šalyse, turintis aukščiausią įvertinimą (Outstanding) naujos statybos pastatų (New Construction) kategorijoje.
nuotrauka
2020-09-22 07:33
Betonas yra viena energijai imliausių statybų sektoriuje naudojamų medžiagų. Taupant lėšas, laiką ir ieškant gamtai draugiškų sprendimų, betono darbams vis dažniau naudojama ne metalinė armatūra, o polipropileno fibros. Viso gyvavimo ciklo metu šis pasirinkimas į aplinką išmetamo anglies dvideginio ...
nuotrauka
2020-09-18 08:38
„Continental Automotive Lithuania“ paskelbė, jog įmonės gamykla Kaune buvo apdovanota LEED aukso sertifikatu. Tai aukščiausias LEED įvertinimas gamykliniam pastatui Lietuvoje iki šiol. Gamykla Kaune tapo ir pirmąja „Continental“ korporacijos lokacija pasaulyje gavusia tokį aukštą įvertinimą pastato ...
nuotrauka
2020-09-15 08:33
Termoizoliacinę medžiagą – polistireninį putplastį arba EPS – „Ukmergės gelžbetonio“ gamykla į rinką tiekia jau 25-erius metus. Pastaruoju metu gamykla pradėjo teikti naują paslaugą: iš statybviečių surenka ir perduoda EPS atraižas, kad būtų perdirbtos ir panaudotos antrąkart. Tai dar vienas žingsni...
nuotrauka
2020-09-01 10:23
5,6 mln. tonų – tokį į aplinką išmesto anglies dvideginio kiekį per visą savo veiklos istoriją nuo įkūrimo 1941-aisiais užfiksavo stogo langų ir jų priedų gamintoja – „VELUX Grupė“. Tačiau bendrovė pasiryžo net tik suskaičiuoti poveikį aplinkai, bet ir imtis radikalių pokyčių: iki šimtojo veiklos ju...
nuotrauka
2020-07-08 09:05
Bus remiami su itin novatoriškomis technologijomis, procesais ar produktais susiję pakankamai brandūs projektai, skirti atsinaujinančiųjų išteklių energijai, energijos kaupimo technologijoms, saugiam CO2 surinkimui ir geologiniam saugojimui ar panaudojimui.
nuotrauka
2020-04-21 13:44
Europos Sąjunga puikiai supranta, kad norint, jog gamintojai pereitų prie gamtą labiau tausojančių technologijų ar produktų, būtina ne vien juos spausti teisinėmis priemonėmis ar šviesti vartotojus. Būtina skatinti ir skiriant dideles investicijas į priemones, užtikrinančias žiedinės ekonomikos, tva...
nuotrauka
2020-04-09 08:55
Keturiose iš penkių Lietuvos įmonių vis dar dominuoja linijinė ekonomika, paremta intensyviu žaliavų ir energijos naudojimu, o kartu generuojanti didelius atliekų kiekius. Nenutrūkstantis resursų poreikis kuria priklausomybę nuo jų importo, augina prekių ir paslaugų kainas vartotojui bei mažina Liet...

Statybunaujienos.lt » Žalia statyba