مقدمه
محیط ساخته شده بزرگترین عامل انتشار CO2 است. از آنجایی که صنایع فولاد، بتن و سیمان بازیگران بزرگی در صنعت ساخت و ساز هستند، این بخش ها به طور مشترک و جداگانه روی ابتکارات زیادی برای کاهش انتشار کربن خود کار می کنند. یکی از پروژه هایی که آنها با هم روی آن کار می کنند شامل استفاده از سرباره فولادی در ساخت سیمان و بتن است، روشی که ثابت شده است انتشار گازهای گلخانه ای ناشی از تولید سیمان و بتن را کاهش می دهد.
در این مثال، سرباره فولادی یا آنچه که به طور رسمی سرباره کوره بلند گرانول شده زمین (GGBFS) نامیده می شود، به عنوان جایگزینی برای کلینکر استفاده می شود. کلود لوریا، مدیر سیمان، نوآوری و ESG در انجمن جهانی سیمان و بتن توضیح می دهد: «GGBFS همان چیزی است که ما آن را جایگزین کلینکر می نامیم. جایگزین های کلینکر - یا مواد سیمانی تکمیلی (SCM) - طیف گسترده ای از مواد طبیعی و صنعتی هستند که می توانند برای جایگزینی نسبتی از کلینکر در سیمان پرتلند استفاده شوند. از آنجایی که کلینکر عنصری در سیمان است که مسئول اکثر انتشار کربن آن است، کاهش محتوای کلینکر (همچنین به عنوان فاکتور کلینکر شناخته می شود) سیمان مزایای کاهش اثرات زیست محیطی آن را دارد.
سرباره فولاد یک ماده سیمانی جدید نیست
استفاده از سیمان سرباره فولادی پدیده جدیدی نیست. لورئا می گوید: "اولین استفاده تجاری آن به بیش از 150 سال قبل در سال 1865 برمی گردد، زمانی که سیمان سرباره آهک به صورت تجاری در آلمان تولید می شد. تا سال 1901 ، از آن در سیمان پرتلند برای ساختEisenportlandzementبا حداکثر 30٪ محتوای GGBFS استفاده می شد. این امر در سال 1907 توسطHochofenzement با محتوای GGBFS تا 85٪ دنبال شد.
"از آن زمان، این ماده یک ماده تکمیلی مهم در تولید سیمان بوده استبا چندین مزیت کلیدی: می توان آن را به همان روشی که کلینکر استفاده می کرد و می توان آن را در نرخ جایگزینی بالاتری نسبت به سایر مواد تکمیلی استفاده کرد (به عنوان مثال، فقط محدودیت های کوچک در استفاده از آن در استانداردهای بتن اروپایی). همچنین به طور گسترده ای در سراسر جهان برای استفاده در تولید سیمان در دسترس است.
GGBFS همچنین دارای تعدادی از نتایج مفید در ساخت بتن، لورئا می افزاید. "بتن GGBFS گرمای هیدراتاسیون کمتری را نشان می دهد، خطر ترک خوردگی را کاهش می دهد و در مدت زمان طولانی تری به استحکام خود ادامه می دهد و در نتیجه استحکام نهایی بالاتری به دست می آورد. علاوه بر این، GGBFS خطر آسیب ناشی از واکنش پذیری قلیایی-سیلیس را کاهش می دهد، در حالی که مقاومت بالاتری را در برابر محیط های تهاجمی شیمیایی ارائه می دهد. در نتیجه، بتن GGBFS احتمالا ماندگاری بیشتری دارد و در طول عمر خود به تعمیر و نگهداری کمتری نیاز دارد - هر دو مزیت مهم از نظر پایداری اقتصادی، اجتماعی و زیست محیطی ساختمان هایی که برای ساخت آنها استفاده می شود.
در کارخانه سیمان یا بتن، سرباره کوره بلند دانه بندی شده، خاکستر بادی، سنگ آهک آسیاب شده و سایر مواد را می توان برای تحویل بتن با کاهش انتشار CO2 اضافه کرد، اما همچنان عملکرد مورد نیاز یا حتی افزایش یافته را دارد.
در دسترس بودن سرباره فولادی قرار است کاهش یابد
با این حال، از آنجایی که صنعت فولاد برای کاهش انتشار گازهای گلخانه ای خود تلاش می کند، میزان سرباره فولاد موجود در صنعت سیمان و بتن کاهش می یابد و لورئا می گوید که این صنعت در حال حاضر به دنبال گزینه های جایگزین است.
او می گوید: "در دسترس بودن مواد مناسب در سراسر جهان در حال حاضر متفاوت است و در آینده نیز متفاوت خواهد بود، زیرا به عنوان مثال، خاکستر بادی از نیروگاه های زغال سنگ و سرباره کوره بلند دانه بندی شده از کوره های بلند صنعت فولاد می آید و این صنایع نیز در حال گذار هستند." "در دهه های آینده، استفاده از سنگ آهک زمینی و معرفی خاک رس های کلسینه شده افزایش خواهد یافت تا هم کاهش عرضه خاکستر بادی و سرباره کوره بلند دانه بندی شده زمین را جبران کند و هم نسبت چسب کلینکر را بیشتر کاهش دهد. رس های کلسینه شده به رسوبات رسی متکی هستند که از نظر جغرافیایی پراکنده شده اند و به اندازه کافی فراوان هستند تا تقاضای پیش بینی شده را برآورده کنند.
داده های انجمن جهانی سیمان و بتن، نشان می دهد که به طور متوسط، در سطح جهانی، ضریب چسب کلینکر در حال حاضر 0.63 است. پیش بینی می شود تا سال های 2030 و 2050 به ترتیب به 58/0 و 52/0 کاهش یابد. با این حال، در حال حاضر، سرباره فولاد یک جزء مهم در کاهش سیمان CO2 است، اگرچه لورئا اشاره می کند، هنوز هم باید در بین برخی از خریداران سیمان مورد پذیرش قرار گیرد و در دسترس بودن آن محدود است.
"در حالی که در دسترس بودن مواد می تواند محدودیتی در نسبت چسب کلینکر باشد، پذیرش مشتری یک مانع فعلی در بهره برداری کامل از این اهرم در برخی از اقتصادهای توسعه یافته و نوظهور است. تغییرات منطقه ای و حتی کشوری نیز به دلیل در دسترس بودن متفاوت مواد و نیازهای بازار اجتناب ناپذیر است.
