Te morskie odpady stanowią nieoczekiwane rozwiązanie jednego z największych wyzwań w budownictwie.
Poszukiwanie elementów budowlanych, które odbiegają od klasycznych materiałów, takich jak stal, beton lub cement, ma sens z różnych powodów, od ekonomicznych po zrównoważony rozwój, a także ograniczenia techniczne. Nie trzeba daleko szukać, aby zobaczyć wieżowce zbudowane z drewna, a niektóre z nich konkurują o miano najwyższego na świecie. Tak, drewno jest poważną alternatywą, ale można też nadać nowy wymiar cementowi, jaki znamy, dzięki staremu znajomemu: muszelkom z plaży.
Od odpadu do składnika betonu. Muszle morskie, które zazwyczaj traktuje się jako odpady, mogą stać się swego rodzaju substytutem cementu stosowanego do produkcji betonu, jak wykazało badanie przeprowadzone przez Uniwersytet Wschodniego Londynu opublikowane w czasopiśmie Construction Materials.
W rzeczywistości mogą one pełnić zarówno rolę materiału wypełniającego, jak i częściowego zamiennika cementu. Analiza mikrostrukturalna wykazała, że muszle, które są bogate w wapń, pomagają udoskonalić porowatą strukturę betonu i sprzyjają tworzeniu dodatkowych związków wiążących, co oznacza, że zapewniają dodatkowe korzyści pod względem wydajności.
Pod mikroskopem. Muszle przegrzebków składają się w 95–99% z węglanu wapnia (podobnie jak wapień, surowiec do produkcji cementu) występującego w dwóch postaciach krystalicznych: kalcytu i aragonitu. Pozostałe 1–5% to frakcja organiczna, która służy jako spoiwo łączące kryształy wapnia. Muszle są rodzajem wapienia biogennego, chemicznie kompatybilnego z cementem, który jest hydraulicznym spoiwem wapienia i gliny.
Aż do 36% mniej cementu. Proces ten jest ponadto dość „prosty”: zmielenie muszli małży w celu przekształcenia ich w drobny proszek nadający się do zastąpienia części mieszanki cementowej. Ile? Aż do 36% bez znaczącej zmiany właściwości betonu.
Dlaczego jest to ważne. Częściowe zastąpienie cementu naturalnym materiałem odpadowym, takim jak muszle, jest nieoczekiwanym i nowatorskim rozwiązaniem pozwalającym zmniejszyć wpływ cementu na środowisko, który obecnie odpowiada za około 7% globalnej emisji dwutlenku węgla. Odsetek ten jest tak wysoki nie tylko ze względu na paliwo potrzebne do ogrzewania pieców, ale także ze względu na samą chemię procesu. W rzeczywistości przeprowadzono już eksperymenty z ekologiczną zaprawą murarską.
Osoba odpowiedzialna za badanie, profesor nadzwyczajny inżynierii budowlanej na UEL i dr Ali Abass, dodaje więcej kontekstu: „Beton jest wszędzie, a zatem jego ślad węglowy jest ogromny”. Jeśli chodzi o zastosowanie tego rozwiązania poza badaniami, Abass jest optymistą: „Przy umiarkowanym poziomie zastąpienia beton zachowuje się bardzo dobrze, co oznacza, że rozwiązanie to można by zastosować na większą skalę w rzeczywistych warunkach”. Ponadto rozwiązuje ono jednocześnie dwa problemy:
- „Każdego roku na całym świecie powstają miliony ton odpadów z muszli, z których większość nie ma żadnego pożytecznego przeznaczenia. Jeśli uda nam się przekierować choćby ułamek tych odpadów do materiałów budowlanych o niskiej emisji, korzyści dla środowiska mogą być znaczące. Jest to prosty pomysł, który ma realny potencjał, aby zmienić część sektora”.
Ogromny krok w kierunku bardziej zrównoważonego budownictwa. Krótko mówiąc, wykorzystanie muszli pozwoliłoby na znaczne ograniczenie emisji CO₂ z jednego z najbardziej zanieczyszczających materiałów na świecie i przejście w kierunku bardziej zrównoważonego budownictwa. W oczekiwaniu na przyszłe testy przemysłowe potwierdzające niezawodność na dużą skalę, potencjał ich zastosowania jest znaczący, zwłaszcza w momencie, gdy coraz częściej opowiada się za zaostrzeniem norm środowiskowych i poddaje się analizie obliczanie śladu węglowego.
