A légszennyezés kapcsán aligha jutna eszünkbe szóba hozni a cementgyártást, pedig ez adja az éves globális légszennyezés öt-nyolc százalékát. Vagyis a folyamat meglehetősen energiaigényes és szennyező. Ehhez képest a cement több mint kétszáz éve az építőipar kulcsfontosságú eszköze, a víz után a második legnagyobb mennyiségben felhasznált anyag. (2017-ben például 4,65 milliárd tonna portland cementet termeltek, ennek felét Kínában, a másikat Ausztráliában.)

Nem egyszerű kiütni a nyeregből a hagyományos cementet

Elterjedtsége ellenére a termelés hatalmas terhet ró a környezetre: rengeteg fosszilis erőforrást kell elégetnünk ahhoz, hogy elegendő energiát termeljünk gyártásához, és akkor még nem említettük az égetőkemencék üzemeltetéséhez szükséges energiamennyiséget. Bár a klímavészhelyzet egyre sürgetőbb, egy ökobarát innováció bevezetése az építőiparban több szempontból nehézségekbe ütközik. Egyrészt a megbízók nem szívesen kísérleteznek új alapanyagokkal, másrészt az ipart mindössze pár nagyvállalat uralja, így nem lehet csak úgy megváltoztatni a bejáratott üzleti modellt. Megoldásképp pár éve felmerült az automatizáció bevezetése, de ez önmagában nem oldaná meg a cementgyártás ökológiai lábnyomának problémáját.

A bolygó szénája azonban nem áll túl jól, így nincs idő megfontolt, lassú átalakulásra. Csak emlékeztetőül 2018 októberében az ENSZ Éghajlat-változási Kormányközi Testületének jelentése feketén-fehéren leírta, hogy tizenkét évünk van a légszennyezés megfékezésére, máskülönben a globális felmelegedés olyan szintre léphet másfél-két Celsius-foknál nagyobb felmelegedés esetén, ami katasztrofális következményekkel jár. A szakértők emellett hangsúlyozzák, hogy 2030-ra negyvenöt százalékkal kellene csökkentenünk a károsanyag-kibocsátásunkat 2010-hez képest.

Már készülőben a biocement

A Yixia (Sarah) Zhang vezette kutatócsoport 2017 óta kísérletezett környezetbarát cementalternatívákkal, de kezdeti próbálkozásaik nem bírták a vizet. A mostani újragondolt technológiában viszont kiküszöbölték a problémát, méghozzá porszénhamuval, szilikaporral, illetve egyéb természetes adalékanyagokkal.  Kísérletükhöz egyenlő arányban porszénhamut és szilikaport kevertek a biocementhez, majd huszonnyolc napra vízbe tették.

Eredeti ökocementjük alapanyaga többféle építőipari melléktermék, hulladék, például szálló por és magnezit, azaz magnézium-szilikát. Ha magnezitet adnak a portland cementhez, akkor az tartósabb lesz, ellenállóbbá válik a kémiai anyagokkal szemben. A szakemberek arra is rájöttek, ha szerves anyagokat, például cellulózt is építenek bele, akkor a cement még több szennyeződést és szén-dioxid megköt. Az úgynevezett puccolán reakció pedig segíti a fokozatos megszilárdulást úgy, hogy a még oldható sók jelenlétében se lépjen veszélyes reakcióba téglákkal, kövekkel, habarcsokkal.

Minden út Rómába vezet?

A mostani, alacsony környezetterhelésű eljárás a római építőmesterek módszerét veszi alapul: ők ugyanis vízzel elegyített üledékes tufát és vulkáni hamut kevertek a cementhez. A Ceratech amerikai cementipari vállalat kutatói szintén  ezt alkalmazták, vagyis hőerőművek égéstermékéből nyert lebegő pernyét kevertek saját fejlesztésű, folyékony adalékanyagokkal, szárítás után pedig elkészült a cement. Mark Wasilko, a cég alelnöke szerint mivel a folyamat nem igényel égetést, az eljárás teljesen szén-dioxid-semleges. Hozzátette: a pernyecementből sokkal erősebb beton önthető: egy háromemeletes, négyezer hatszáz négyzetméteres épülethez száznyolcvanhárom tonnával kevesebb bio-, mint hagyományos cement szükséges.

"A cementgyártás mechanizmusa az anyag típusától függetlenül megegyezik: a kőzetet porrá őröljük, majd mesterséges kővé alakítjuk valamiféle erősen maró, lúgos kémhatású anyaggal, például égetett mésszel."

Ezt már Alex Moseson, a philadelphiai Drexler Egyetem mérnökkutatója mondja, aki kollégáival abból indult ki, hogy a folyamat nátrium-karbonát jelenlétében ugyancsak lezajlik. Katalizátorként pedig a vasércből hátramaradt salakot vagy a hőerőművek pernyéjét használták. Ez a fajta zöld cement hatvannyolc százalékos mészkőtartalmú, előállítása pedig szintén égetés nélkül történik. Zhangék innovációja egyelőre további kísérleteket igényel, de azt remélik, hogy a biocement hamarosan kiütéssel győzhet a hagyományos cement ellen. Addig is mutatunk egy hiánypótló videót a zöld cement előállításáról és lehetséges jövőjéről.

(Fotók: Unsplash)