A beton az egyik legrégebbi és legsokoldalúbb ismert építőanyag. Az ókori rómaiak betonból építettek vízvezetékeket, utakat és olyan ma is álló építményeket, mint a Colosseum és a Pantheon. Ma a betont szilárdsága, tartóssága és sokoldalúsága miatt gyakorlatilag mindenféle építési típusban használják.
Épületeink alapjainak, falainak, mennyezetének és padlójának kialakításához is a betont használjuk. A beton a világ néhány legmagasabb épületének, például a Burj Khalifa, a Shanghai Tower és a One World Trade Center szerkezeti magjaként szolgál. Parkolóházakat, járdákat, hidakat, repülőtéri kifutópályákat, autópályákat, gátakat és csatornákat építünk ebből az anyagból. Az egyetlen dolog, amiből az emberek évente többet használnak, mint a betonból, az a víz.
A betonnal az a probléma, hogy az ember által okozott szén-dioxid (CO2) kibocsátás egyik nagy szeletét pont a beton, pontosabban, a cementgyártás adja, a cement, ami a betonnak a kötőanyaga, amelyet a betonhoz adalékanyaggal és vízzel kevernek össze, az ember által kibocsátott CO2 körülbelül 7%-áért felelős évente.
A cementgyártás kétféle módon okoz CO2-kibocsátást. Először is, hatalmas mennyiségű fosszilis tüzelőanyagot égetnek el, hogy a kemencéket 1300 és 1650 °Celsius-fok közötti hőmérsékletre fűtsék. A második CO2 kibocsátási folyamat a gyártás során végbemenő, kalcinálásnak nevezett kémiai folyamatkor keletkezik.
A portlandcementet általában szilícium-dioxid, alumínium-oxid, kalciumvegyületek és vas-oxidot tartalmazó mészkő és agyag felhasználásával állítják elő. A kemencében a magas hőmérséklet hatására az összetevők összekeverednek, és ezáltal új vegyületek keletkeznek, amelyet klinkernek neveznek, és szilárd pellet formában jönnek létre. Amikor a cementkészítéshez felhasznált mészkő eléggé felforrósodik, akkor kalcium-karbonátra (CaCO3), CO2-ra, és kalcium-oxidra (CaO) válik szét.
Ha hozzáadjuk a nyersanyagok begyűjtéséhez, a cementgyárba szállításához, majd a késztermék elszállításához szükséges berendezések és járművek CO2-kibocsátását, akkor látható hogy a cementgyártás nagy mértékben járul hozzá az építőiparban keletkező CO2 szint növeléséhez.
A beton és cementgyártás szén-dioxid-kibocsátásának csökkentése érdekében a kutatók azt vizsgálják, hogyan lehetne csökkenteni a cementgyártáshoz felhasznált mészkő mennyiségét, ami csökkentené a CO2-kibocsátást, és hogyan lehetne a betont erősebbé tenni, úgy, hogy kevesebb kelljen belőle az építkezések során.
Íme néhány példa arra, hogy milyen fejlesztéseken dolgoznak, hogy környezetbarátabb, és fenntarthatóbb betont tudjanak előállítani.
Grafén hozzáadása a betonhoz
Az Exeteri Egyetem kutatói úgy találták, hogy a grafén beépítése a betonba erősebbé teszi azt. A grafén a szén egyetlen rétegben, hatszögletes rácsba rendezett atomokból álló szénforma. A grafén, amely 200-szor erősebb, mint az acél, rendkívül könnyű és rugalmas, kiváló hő és áramvezető, és gyakorlatilag áthatolhatatlan. Az új, „grafénes” beton kétszer olyan erős, mint a normál beton, és négyszer vízállóbb. A kutatócsoport nanotechnológiát alkalmazott, hogy a betonkeverékhez használt vízben grafént szuszpendáljon.
Gyökérzöldségek
A Lancaster Egyetem kutatói gyökérzöldségeket, például cukorrépát és sárgarépát használnak arra, hogy a betont erősebbé és tartósabbá tegyék. Az egyetem B-SMART projektjét az Európai Unió finanszírozza azzal a céllal, hogy új, intelligens cementtartalmú nanokompozitokat fejlesszenek ki a többfunkciós épített infrastruktúra számára.
A kutatócsoport a hagyományos portlandcementet a sárgarépa és a cékla rostjaiból vett nanoplateletekkel kombinálja. Amikor a nanoplateleket a portlandcementhez adják, az növeli a kalcium-szilikát-hidrát mennyiségét, amely a beton szilárdságáért felelős. Azáltal, hogy a beton erősebbé válik, kevesebb portlandcementre van szükség.
Amellett, hogy erősebb lesz, a cement mikroszerkezete is sűrűbb lesz, ami tartósabb és fenntarthatóbb betont eredményezhet. Az élelmiszeriparban keletkező hulladékanyagok felhasználásával a gyökérzöldség nanoplateletek beszerzése olcsóbb lenne, mint az olyan adalékanyagoké, mint a grafén.
Szénpernye felhasználásával készült beton
A Washingtoni Egyetemen a kutatók megtalálták a módját annak, hogy szénpernyéből olyan beton-összetevőt készítsenek, amelyhez nem szükséges a cement jelenléte. A szénpernye olyan hulladékanyag, amely akkor keletkezik, amikor a szénport energiatermelés céljából elégetik az erőművekben.
A kutatócsoport grafén-oxid segítségével manipulálta, és átrendezte a szénpernye atomjait és molekuláit. A módosított pernyét nátrium-szilikáttal és kalcium-oxiddal kombinálták, hogy egy szervetlen polimert hozzanak létre, amely kötőanyagként működik a cement helyett.
cikkek amelyek érdekelhetik
Burkolás
Burkolás nyáron: Anyagválasztás és telepítési tippek
Lakásgenerál
Mennyibe kerül egy újépítésű lakás Magyarországon 2025-ben? Költségvetés és reális elvárások
Az újépítésű lakások piaca Magyarországon 2025-ben dinamikusan változik, de a vásárlók és építkezni vágyók számára a>>> Olvassa el az egész cikket
Modern Építési Technológiák
Metaverse és építőipar: Lehetséges jövő?
A metaverse, mint digitális tér, ahol virtuális és kiterjesztett valóság konvergál, az elmúlt években a technológiai>>> Olvassa el az egész cikket
Modern Építési Technológiák
Lépések az építőipari adatok biztonságos tárolásához
Az építőipari adatok biztonságos tárolása nem csupán technikai kihívás, hanem stratégiai kérdés is, amely a szektor>>> Olvassa el az egész cikket
Modern Építési Technológiák
Hogyan válasszon tökéletes biztonsági kamerát otthonához?
Lakásgenerál
Napelem a panelban: Lehetséges vagy álmodozás?
A napenergia hasznosítása Magyarországon dinamikusan terjed, ám a panelházak lakói gyakran tanácstalanok: vajon az ő>>> Olvassa el az egész cikket
Belsőépítészet
3D-s falak és egyedi textúrák – Merjen kísérletezni!
Modern Építési Technológiák
AutoCAD vs. Revit – Melyik jobb egy építőipari vállalkozásának ?
Az építészeti tervezés világában az Autodesk két zászlóshajója, az AutoCAD és a Revit, évtizedek óta>>> Olvassa el az egész cikket
Fenntartható építészet
Zöld épületgépészet: Milyen technológiák segítenek a fenntarthatóságban ?
Modern Építési Technológiák
Mi számít „okos otthonnak”? (alapfogalmak)
Kert
Gyakori kerti medence-problémák és megoldásaik
A kerti medencék népszerűsége Magyarországon az elmúlt évtizedben jelentősen nőtt, különösen a családi házak kertjeiben.>>> Olvassa el az egész cikket
Építészet
5 Ok, miért marad le Magyarország az építőipari innovációkban ?
Modern Építési Technológiák
Blokklánc az építőiparban: A szektor specifikus igényei
Az építőipar globálisan az egyik legnagyobb és legösszetettebb gazdasági ágazat, amely mégis gyakran szembesül hatékonysági,>>> Olvassa el az egész cikket
Lakásgenerál
Betonozás forróságban: Mikor és hogyan végezhető biztonságosan ?