Araştırmacılar Tarafından Düşük Karbon Ayak İzine Sahip Alternatif Çimento Geliştirildi
Fotoğraf: Araştırmanın grafiksel özeti. DOI: 10.1016/j.susmat.2021.e00299
Almanya’daki Martin Luther Üniversitesi Halle-Wittenberg (MLU) ve Brezilya Pará Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, geleneksel çimentoya iklim dostu bir alternatif geliştirdiler. Hammadde olarak boksit madenciliğinden kaynaklanan karbon salınımı yerine daha önce kullanılmamış bir aşırı yük kullanıldığında, üretim sırasında oluşan karbon dioksit (CO2) emisyonları üçte iki oranında azaltılabilir olduğu fark ettiler. Geliştirilen bu alternatifin, geleneksel Portland çimentosu kadar kararlı olduğu bulundu. Araştırma Sustainable Materials and Technologies dergisi’nde yayınlandı.
Hayatımızda çok büyük öneme sahip olan evler, fabrikalar, merdivenler, köprüler, barajlar ve benzeri yapıların hiçbiri çimento olmadan inşa edilemez. Sayısal verilere göre 2020 yılında dünya genelinde yaklaşık 6 milyar ton çimento üretildi. Ancak çimento sadece önemli bir yapı malzemesi değildir, aynı zamanda insan kaynaklı CO2 emisyonlarının yaklaşık yüzde sekizinden sorumludur. MLU’nun Yerbilimleri ve Coğrafya Enstitüsü’nden Profesör Herbert Pöllmann, ” Portland çimentosu geleneksel olarak, klinker oluşturmak üzere yakılan kireçtaşı da dahil olmak üzere çeşitli hammaddeler kullanılarak yapılır. Süreçte, kalsiyum karbonat, büyük miktarlarda karbondioksit salarak kalsiyum okside dönüştürülür.” diye süreci açıklıyor. CO2 bir sera gazı olduğundan, araştırmacılar birkaç yıldır Portland çimentosuna yeni alternatifler geliştirmeyi araştırıyorlar.
Yapılan araştırmalar sonrasında, geleceğe umut verici bir çözüm olarak geliştirilen bir alternatif ise kireçtaşının büyük bir bölümünün boksit ile değiştirildiği kalsiyum sülfoalüminat çimentosudur. Ancak boksit, alüminyum üretiminde kullanılan bir hammaddedir ve doğada sınırlı miktarda bulunur. Brezilyalı mineraloglarla birlikte, MLU’dan araştırma ekibi yakın zamanda geliştirilen bu alternatife yeni bir alternatif buldular. Geliştirilen bu yeni alternatif de ise saf boksit değil, daha büyük bir yük olan Belterra kili kullanıyorlar. Pöllmann, “Bu kil tabakası doğada 30 metre kalınlığa kadar olabilir ve dünyanın tropikal bölgelerindeki yerleri, örneğin Amazon havzasındaki boksit yataklarını kaplar. İyi kalitede çimento sağlamak için yeterli miktarda alüminyum içerikli mineral içerir. Ayrıca doğada büyük miktarlarda mevcuttur ve ek işlem görmeden işlenebilir.” dedi. Geliştirilen bu yeni alternatifin diğer bir avantajı ise Belterra kilinin yine de çıkarılması gerekildiğinden dolayı sadece çimento üretimi için çıkarılması gerekmiyor.
Kalsiyum karbonat olmadan çimento tamamen üretilemese de, kireçtaşının en az yüzde 50 ila 60’ı Belterra kili ile değiştirilebilir. Yapılan işlemin çevreyle ilgili başka bir avantajı daha vardır. Bu yakma işlemi, Portland çimentosundan yalnızca 1.250 santigrat derece (2282° Fahrenhayt) – 200 derece (392° Fahrenhayt) daha az enerji gerektirir. Pöllmann, “Bizim yöntemimiz sadece kimyasal dönüşüm sırasında değil, aynı zamanda döner fırınları ısıtırken de daha az CO2 salıyor.” diyor. Bu etkileri birleştirerek, çimento üretimi sırasında CO2 emisyonları üçte iki oranında azaltılabilir.
Yapılan daha kapsamlı laboratuvar testlerinde mineraloglar, alternatif çimentolarının geleneksel Portland çimentosu üzerinde yer alan tüm kalite gereksinimlerini karşıladığını kanıtladılar. Bundan sonra yapılacak olan daha ileri araştırma projelerinde artık Almanya’da çimento üretimine uygun aşırı yük kaynaklarının olup olmadığı araştırılacak. Pöllmann, “Daha düşük alüminyum içeriğine sahip kil mineralleri içeren hammaddeler, özellikle düşük dereceli betonun yeterli olduğu inşaat projelerinde kullanılabilir. Burada karbondioksit emisyonlarını daha da azaltmak için hala büyük bir potansiyel var.” diye açıklıyor.
Kaynak: phys.org
