Повышение способности бетона служить естественным «поглотителем углерода»

Unsplash/CC0

A: Карбонизация-это реакция между углекислым газом (CO2) и некоторыми соединениями в продуктах на основе цемента, возникающих в течение фазы использования и конца жизни.Он образует карбонат кальция (CACO3) и имеет важные последствия для нейтрализации выбросов парникового газа] и достижения углеродного нейтральности в жизненном цикле бетона.

Во-первых, карбонизация приводит к тому, что продукты на основе цемента выступают в качестве натуральных поглотителей углерода, секвестрируя CO2 от воздуха и навсегда их хранение.Это помогает смягчить выбросы углерода, связанные с производством цемента, уменьшая их общий углеродный след.

Во -вторых, карбонизация влияет на бетонные свойства.Карбонизация ранней стадии может увеличить прочность на сжатие продуктов на основе цемента, повышая их долговечность и структурные характеристики.Однако карбонизация поздней стадии может влиять на коррозионную стойкость в бетоне, армированном стали из-за снижения щелочности.

Рассмотрение карбонизации в жизненном цикле продуктов на основе цемента имеет решающее значение для точной оценки их воздействия на окружающую среду.Понимание и использование карбонизации могут помочь в промышленности сократить выбросы углерода и максимизировать потенциал секвестрации углерода.Уделение пристального внимания на это в процессе проектирования помогает создавать долговечные и устойчивые к коррозии структуры, способствуя долговечности и общей устойчивости.

О: Некоторые постоянные усилия по усилению карбонизации в бетоне включают искусственное увеличение количества газа CO2, присутствующего во время гидратации бетона на ранней стадии.Этот процесс, известный как принудительная карбонизация, стремится ускорить реакцию карбонизации и связанные с ним преимущества.

Принудительная карбонизация обычно применяется к сборным бетонным элементам, которые производятся в искусственно богатых CO2 средах.Предоставляя свежий бетон на более высокие концентрации CO2 во время отверждения, процесс карбонизации может быть ускорен, что приводит к потенциальному улучшению прочности, снижению водопоглощения, повышению устойчивости к проницаемости хлорида и повышению производительности во время замораживания-оттаивания.В то же время может быть трудно количественно оценить, сколько CO2 поглощается и высвобождается из -за процесса.

Эти усилия по выздоровлению карбонизации ранней стадии посредством принудительной карбонизации представляют центр отрасли на оптимизации конкретных характеристик и воздействий на окружающую среду.Изучая методы для улучшения процесса карбонизации, исследователи и практики стремятся более эффективно использовать свои преимущества, такие как увеличение прочности и секвестрирование CO2.

Важно отметить, что принудительная карбонизация требует тщательной реализации и мониторинга, чтобы обеспечить желаемые результаты.Конкретные процедуры и условия варьируются в зависимости от приложения и предполагаемых целей, подчеркивая необходимость в опыте и контролируемых средах.

В целом, постоянные усилия в области принудительной карбонизации способствуют непрерывному развитию бетонной технологии, стремясь улучшить свои свойства и уменьшить его углеродный след на протяжении всего жизненного цикла материала.

A: Химически индуцированная карбонация предварительной обработки (CIPCC)-это метод, разработанный MIT CSHUB для минерализации и постоянно хранить CO2 в цементе.В отличие от традиционных методов принудительной карбонизации, CIPCC вводит CO2 в бетонную смесь в виде твердого порошка, в частности бикарбонат натрия.Этот подход рассматривает некоторые ограничения текущих технологий захвата углерода и использования.

Последствия CIPCC значительны.Во-первых, он предлагает удобство для приложений на месте, что облегчает включение использования CO2 в конкретные проекты.В отличие от некоторых других подходов, CIPCC позволяет точно контролировать количество CO2, секвестрированных в бетоне.Это обеспечивает точную карбонизацию и способствует лучшему управлению процессом хранения.CIPCC также опирается на предыдущие исследования, касающиеся фаз аморфного гидратации, обеспечивая дополнительный механизм для секвестрации CO2 в продуктах на основе цемента.Эти фазы карбонат через CIPCC, способствуя общей способности к секвестрации углерода материала.

Кроме того, ранняя стадия предварительной карбонизации показывает перспективу в качестве пути для бетона, чтобы постоянно секвестировать контролируемое и точное количество CO2.Наша недавняя статья в PNAS Nexus предполагает, что она может теоретически компенсировать, по меньшей мере, 40% выбросов прокаливания, связанных с производством цемента, при ожидании достижений в производстве бикарбоната натрия с более низким уровнем выбросов.

Мы также обнаружили, что до 15% цемента (по весу) можно заменить бикарбонатом натрия без ущерба для механических характеристик данной смеси.Необходимы дальнейшие исследования для оценки долгосрочных последствий этого процесса для изучения потенциальной экономии жизненного цикла и воздействия карбонизации.

CIPCC предлагает не только экологические выгоды, сокращая выбросы углерода, но и практические преимущества.Увеличение прочности на ранней стадии, наблюдаемое в реальных приложениях, может ускорить сроки строительства, позволяя бетону быстрее достичь своей прочности.

В целом, CIPCC демонстрирует потенциал для более эффективной и контролируемой секвестрации CO2 в бетоне.Он представляет собой важное развитие в области конкретной устойчивости, подчеркивая необходимость дальнейших исследований и рассмотрение влияния жизненного цикла материала.

Эта история переиздана любезно предоставлена MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), популярный сайт, который охватывает новости о исследованиях, инновациях и преподавании MIT.