In India zijn weer pogingen gedaan om ‘groen’ beton te maken met zeoliet en bamboebiokool (afb: Srinivasan Revathi et al./Carbon Research)
Onderzoeksters zouden een betonmengsel hebben ontwikkeld dat zowel sterker is als de huidige betonsoort en zou in staat is om kooldioxide op te nemen. Het gaat om een combinatie van zeoliet (een poreuze vorm van ‘zand’) en bamboebiokool, verhoogde de druksterkte met 7,5% en de treksterkte met 15% ten opzichte van conventioneel beton. Daarnaast legde het materiaal in labproeven zo’n 1,2 gram CO₂ per dag vast, zegt het persbericht (maar per wat?).
Onderzoeksters van het Mepco Schlenk-instituut in India ontwikkelden het mengsel als een mogelijke manier om bouwmaterialen minder milieu- en klimaatbelastend te maken. Beton is een belangrijke broeikasgasveroorzaker, vooral door de productie van cement..
De groep onder leiding van Srinivasan Revathi, richtte zich op twee natuurlijke toevoegingen. De ene was zeoliet, een sterk poreus mineraal, en de andere was bamboe-biokool, een koolstofrijk materiaal. Beide materialen hebben een groot porievolume en daardoor een groot specifiek oppervlak. Dat maakt ze zeer geschikt maken voor het invangen van gasmoleculen.
De onderzoeksters testten verschillende varianten van beton van de klasse M35, een type dat veel wordt gebruikt in infrastructuur voor matig zwaar verkeer. Ze vervingen fijn toeslagmateriaal door zeoliet in percentages van 25% en 50%. Daarnaast vervingen ze een deel van het cement door bamboe-biokool in concentraties van 0,5%, 1% en 1,5%.
Elke samenstelling werd getest op diverse belangrijke eigenschappen zoals druksterkte, splijttreksterkte, wateropname en slagvastheid. De onderzoeksters zochten naar een mengsel dat meer CO₂ kon opnemen zonder dat het beton zwakker werd. Idealiter wilden ze dat het materiaal tegelijkertijd sterker zou worden.
Uitschieter
Eén combinatie sprong eruit. Het mengsel met 50% zeoliet en 1% bamboebiokool (aangeduid als ZB5) leverde de beste algehele prestaties. De druksterkte bedroeg 38,49 MPa, wat ongeveer 7,5% hoger is dan die van conventioneel beton. De splijttreksterkte kwam uit op 4,39 MPa, een verbetering van 15% ten opzichte van het standaardmengsel.
De onderzoeksters schrijven de extra sterkte toe aan de wisselwerking tussen de aluminosilicaatstructuur van zeoliet en de hardheid van bamboebiokool. Samen lijken deze materialen te zorgen voor een dichtere en ‘groenere’ matrix op cementbasis. Als het beton in een carbonatatiekamer werd geplaatst, nam het 1,2 gram CO₂ per dag op (per ???; as) . In zeven dagen tijd drong het gas 15 mm diep in het materiaal door.
De CO₂-opname zou komen door de microporeuze structuur van zeoliet en het hoge koolstofgehalte van bamboebiokool. Door deze eigenschappen te combineren, kan het beton zowel dienen als constructiemateriaal als middel om CO₂ uit de atmosfeer vast te leggen.
Revathi; “Ons werk laat een aanpak met dubbel voordeel zien. We creëren niet alleen sterker beton, maar transformeren een veelgebruikt bouwmateriaal tot een actief instrument voor milieuherstel. Door zeoliet en bamboebiokool te integreren, kunnen we constructies bouwen die niet alleen stevig zijn, maar ook actief de lucht zuiveren van overtollige CO₂. Dit maakt de weg vrij voor werkelijk duurzame infrastructuur in gebieden met een hoge uitstoot, zoals stedelijke wegen en industriegebieden.”
Toepassingen
Als toepassingen denken de onderzoeksters onder meer aan betonnen wegdekken, vangrails of afscheidingsmuren langs snelwegen en rioolbuizen. Deze constructies zouden hun traditionele technische functies kunnen blijven vervullen en tegelijkertijd een deel van de CO₂ uit hun omgeving kunnen opnemen. Overigens zullen, zo waarschuwen de onderzoeksters, nog wel wat zaken moeten worden uitgezocht vooraleer het ‘groene’ beton zijn weg naar de markt zal vinden/krijgen. Zo is nog niet duidelijk hoe het materiaal zich op de lange duur zal houden. En ja, voor over ik begrijp is er nog steeds klimaatonvriendelijk cement nodig. Anderen zijn Revathi en de haren voor geweest.
Bron: Science Daily