Pozoruhodná metoda recyklace udělá z ruin městské doly na beton

Beton je solidní konstrukční materiál, ale nevydrží věčně. Nový postup japonských odborníků nabízí možnost zabít dvě mouchy jednou ranou – recyklovat použitý beton, v němž bývá utopená spousta energie a surovin a při jeho recyklaci odebírat z atmosféry oxid uhličitý, který se ukládá do nového betonu v podobě uhličitanu vápenatého.

Vpravo cihla z recyklovaného betonu. Kredit: Maruyama et al. (2024), Journal of Advanced Concrete Technology.

Žijeme v době betonové a tenhle jednoduchý, praktický, i když ne moc trvanlivý materiál je všude kolem nás. Klasická výroba nového betonu ale uvolní se mnoho emisí a spotřebuje spoustu energie i surovin. Klíčovou ingrediencí pro výrobu betonu bývá portlandský cement, který se vyrábí pálením vápence s dalšími přísadami. Problém je, že se řada zemí potýká s nedostatkem vápence, přičemž k těm, pro něž je to obzvláště palčivé, patří i Japonsko.

Ippei Maruyama. Kredit: University of Tokyo.

Ippei Maruyama z University of Tokyo a jeho tým využili toho, že v Japonsku teď poněkud poklesla poptávka po stavebních materiálech a považují to za dobrou příležitost pro vývoj nových výrobních a stavebních postupů a současně i pro výzkum stavebních materiálů. Usilují o vytvoření uhlíkové neutrality a cirkulární ekonomiky, přičemž se snaží v co největší míře přepnout z výroby nových stavebních materiálů na jejich recyklaci.

Maruyama a spol. vyvinuli postup, s nímž je možné recyklovat beton ze zbouraných či zřícených staveb. Už také mají za sebou pilotní test, v němž nový postup ověřili na betonu ze zbourané školy. Zmíněný postup začíná shromážděním a rozemletím kusů betonu z ruin na jemný betonový prášek. Prášek reaguje s oxidem uhličitým z ovzduší a z některých složek betonu vzniká uhličitan vápenatý.

Logo. Kredit: University of Tokyo.

Tento proces by normálně trval dost dlouho, ale Maruyama s kolegy to urychlili na 3 měsíce. Výsledný materiál stlačili s roztokem hydrogenuhličitanu vápenatého po vrstvách ve formě tvaru cihly.

Forma s materiálem se nakonec zahřeje a výsledkem je cihla dost pevná na to, aby mohla posloužit při stavbě nové budovy. Při tomto postupu vznikne beton založený na uhličitanu vápenatém (calcium carbonate concrete), jehož vlastnosti dovolují, aby byl stavebním materiálem. Tvůrci postupu přitom navázali projekt C4S (Calcium Carbonate Circulation System for Construction), v němž vyvinuli tento výrobní proces a teď ho vylepšili do praktické podoby.

Postup Maruyamova týmu tedy recykluje beton ze starých staveb a jako zajímavý bonus ještě odebírá oxid uhličitý z atmosféry. Další výhodou je, že takto vytvořené nové cihly by mělo být možné, přinejmenším teoreticky, po použití znovu recyklovat stejným způsobem. Jak uvádí Maruyama, jejich nový proces spotřebuje relativně energie. Poeticky k tomu dodává, že vlastně proměnili zbořené stavby na městské doly na beton.

Video: State-of-the Art on Development of Concrete & Related Technology to Offset Carbon Emission in Japan