Cambridge Üniversitesi’nden araştırmacılar, düşük emisyonlu beton üretimi için ölçeklenebilir bir yöntem geliştirdiler. Bu yöntem, çelik geri dönüşümü için kullanılan elektrikle çalışan ark ocaklarını kullanarak betondaki karbon yoğun bileşen olan çimentoyu geri dönüştürüyor. Beton, suyun ardından dünyada en çok kullanılan ikinci malzeme olup toplam antropojenik CO₂ emisyonlarının yaklaşık %7,5’inin sebebidir. Beton emisyonlarını azaltmanın ve küresel talebi karşılamanın ölçeklenebilir ve maliyet açısından verimli bir yolu büyük bir zorluktur.
Araştırmacılar, kullanılmış çimentonun, çelik geri dönüşümünde safsızlıkları gidermek için kullanılan ve genellikle atık ürün olarak sona eren kireç akışına etkili bir alternatif olduğunu keşfettiler. Kireç yerine kullanılmış çimento kullanılarak, yeni beton yapımında kullanılabilecek geri dönüştürülmüş çimento elde ediliyor. Nature dergisinde yayınlanan bu geri dönüşüm yöntemi, beton veya çelik üretimine önemli bir maliyet eklemez ve her iki üretimin emisyonlarını da önemli ölçüde azaltır.
Materials Processing Institute tarafından yapılan testler, geri dönüştürülmüş çimentonun bir elektrik ark ocağında (EAF) ölçeklenebilir şekilde üretilebileceğini gösterdi. Bu yöntem, EAF’nin yenilenebilir enerji ile çalıştırılması durumunda sıfır emisyonlu çimento üretebilir. Profesör Julian Allwood, yapı sektörüyle yapılan çalıştayların, çeşitli yenilikçi fikirlerin ortaya çıkmasına rağmen, çimentosuz bir dünyanın düşünülmediğini belirtti.
Çimento üretimi, kireç taşı ve diğer hammaddelerin 1.450°C’de büyük fırınlarda ısıtılarak çimento haline getirildiği ve CO₂ salındığı bir işlem olan klinkerleme yoluyla yapılır. Geçtiğimiz on yılda, çimentoya alternatifler araştırılmıştır, ancak uçucu kül gibi alternatiflerin sertleşmesi için kalan çimento tarafından kimyasal olarak aktive edilmesi gerekmektedir. Küresel çimento talebi yılda yaklaşık dört milyar tondur, bu da yeterli alternatiflerin bulunmasını zorlaştırır.
Dr. Cyrille Dunant, eski betonun ezilip kum ve taşların çıkarılması durumunda, çimentonun ısıtılmasıyla suyun uzaklaştırılabileceğini ve potansiyel olarak klinker oluşabileceğini öne sürdü. Kimyasal reaksiyonu desteklemek için erimiş metal kullanılan bir elektrik ark ocağı, umut verici bir olasılık olarak görülüyor. İşlem, ısı ve doğru oksit kombinasyonunu gerektirir; bu kombinasyonlar kullanılmış çimentoda bulunur ancak yeniden aktive edilmeleri gerekir. Araştırmacılar, yıkım atıklarından yapılan çeşitli cürufları, kireç, alümina ve silika ekleyerek test ettiler ve bu cürufları Materials Processing Institute’un EAF’sinde erimiş çelikle işleyip hızla soğuttular.
Çimento klinkeri ve demir oksit kombinasyonu mükemmel bir çelik yapım cürufu oldu; köpürme ve akışkanlık sağladı. Denge doğru ayarlanıp cüruf hızla soğutulursa, çelik yapım sürecine maliyet eklemeden yeniden aktif hale getirilmiş çimento elde edildi. Geri dönüştürülmüş çimento, yaygın olarak kullanılan çimentoya göre daha yüksek demir oksit seviyeleri içerir, ancak performansı üzerinde çok az etkisi vardır.
Cambridge Elektrik Çimentosu süreci hızla ölçekleniyor ve araştırmacılar, 2050 yılına kadar yılda bir milyar ton üretim kapasitesine ulaşabileceğini, bu da mevcut yıllık çimento üretiminin yaklaşık dörtte biri olduğunu belirtiyor. Sıfır emisyonlu çimento üretimi büyük bir başarı olmakla birlikte, kullanılan çimento ve beton miktarının azaltılması da gerekli.
Bu yenilik, inşaat sektörü için önemli bir fayda sağlamakla kalmayıp aynı zamanda sıfır emisyona ulaşma yolunda çok önemli bir sorunu daha çözebilecektir.
