Betonul este al doilea cel mai folosit material după apă. În scenariul global actual, cu un accent puternic pe durabilitate, resursele de reciclare sunt esențiale pentru protejarea mediului. Reciclarea betonului duce la o reducere a utilizării resurselor naturale și a costurilor de transformare și minimizează nivelul deșeurilor în depozitele de deșeuri. Iată mai jos opinia specialiștilor de la AzocleanTech.

Etapele de bază ale reciclării betonului

Reciclarea betonului este posibilă prin defalcare mecanică și trecerea betonului prin ecrane care îl împart în părți fine și grosiere. Aceasta este urmată de separarea magnetică pentru a îndepărta oțelul și de flotație pentru a elimina alte lucruri nedorite.

Ca rezultat al procesului de reciclare, betonul poate fi utilizat pentru a crea straturi de bază de bază pentru structuri noi, pietriș pentru căi sau căi de acces sau chiar agregat pentru mai mult beton.

Poate fi dificil să reciclați betonul cu numeroși contaminanți. Reciclarea betonului are beneficii de mediu și financiare. În plus, se estimează că reciclarea unei tone de beton economisește aproximativ 6.182 de litri de apă și reduce emisiile de CO2 cu aproximativ 900 kg.1

Metode de reciclare a betonului

Două tehnologii inovatoare pentru reciclarea completă a betonului la sfârșitul vieții (EOL) sunt recuperarea uscată avansată (ADR) și sistemele de încălzire și clasificare a aerului (HAS).

ADR este un sistem mecanic care extrage particule fine din betonul umed, sfărâmat. Utilizează energia cinetică pentru a rupe legăturile de apă cu aceste particule. Sistemul are două părți principale: rotorul și sita de aer. Rotorul rupe legăturile de apă, separând particulele în diferite dimensiuni și compoziții.

ADR prelucrează deșeurile de beton concasat (0–12 mm) în trei produse: grosier (4–12 mm), fin (1–4 mm) și un alt produs fin (<1 mm). Sita de aer separă contaminanții mai ușori, cum ar fi lemnul și materialele plastice, de materialul grosier.

Sistemul HAS funcționează alături de ADR. Prelucrează materialele fine (1–4 mm și 0–1 mm) din ADR. HAS folosește gaz fierbinte pentru a usca particulele fine și pentru a îndepărta contaminanții nedoriți precum lemnul și plasticul. Acest proces are loc într-un reactor fluidizat, unde aerul se încălzește și sortează particulele fine după dimensiune.

Aerul fierbinte ajută și la activarea particulelor ultrafine, realizate în principal din ciment hidratat. Contactul dintre aerul fierbinte și particule este maximizat de tuburile din structura verticală a configurației HAS.2

Provocări majore: Reciclarea betonului se confruntă cu eșecuri majore

Reciclarea betonului este împiedicată de lipsa de înțelegere a aspectelor și standardelor sale tehnice.

Orientările și procedurile actuale ale proiectului limitează conceptul la proiectanți și constructori, lăsând cazurile care se abat de la normă fără standarde clare. Pot fi necesare metode unice pentru a menține integritatea structurală datorită demontării rapide a componentelor structurale.

În timpul demolării, antreprenorii aleg adesea cea mai rapidă și mai ușoară metodă fără a separa metodic componentele structurale. Clădirile abandonate sunt de obicei demolate în întregime dacă este planificat un nou proiect. Constrângerile de timp justifică adesea această abordare rapidă.

Cercetarea privată și academică în construcții a fost minimă. În ciuda disponibilității resurselor și a distribuției globale a materialelor, publicul nu este în mare măsură conștient de potențialul de reutilizare și de valoarea materialelor existente. Experții din industrie spun că majoritatea oamenilor nu realizează că materialele pot fi refolosite în starea lor inițială.

Reutilizarea componentelor este o provocare din cauza lipsei de standarde și aprobări. Multe guverne sunt precaute cu privire la componentele reciclate sau chiar le interzic din motive structurale sau de eficiență energetică. Mai multe legislații, programe și obiective abordează reducerea la minimum a deșeurilor din construcții și demolări. Un document cuprinzător care să includă toate politicile relevante de construcție de mediu ar fi de folos persoanelor.3

O nouă metodă de reciclare eco-durabilă a prafului din cuptorul de ciment (CKD)

Praful din cuptorul de ciment (CKD) este o problemă majoră de mediu în fabricarea cimentului. CKD este o pulbere fină produsă la temperaturi ridicate, colectată în colectoare de praf și apoi trimisă de obicei la gropile de gunoi. Cu toate acestea, CKD are proprietăți chimice și fizice utile care o fac valoroasă pentru diverse utilizări industriale.

Cercetătorii au dezvoltat soluții ecologice prin combinarea CKD cu sterile de cupru în amestecuri de umplutură cu pastă cimentată. Această abordare transformă deșeurile în materiale valoroase utilizate în aplicațiile miniere, oferind beneficii dovedite.4

Studiul recent care se concentrează pe metodele eco-sustenabile utilizează trei tipuri de materiale CKD: YCKD, ACKD și UCKD. Cercetătorii au pregătit și testat 60 de amestecuri diferite. Ei au descoperit că CKD ar putea înlocui până la 15% din cimentul din amestecul de umplutură cu pastă cimentată (CPB).

Această înlocuire a crescut densitatea probelor în comparație cu probele curate și a îmbunătățit rezistența pe termen lung în amestecuri binare și ternare cu nisip siliciu. Cu toate acestea, ro s-au folosit steril de cupru în amestecuri ternare, factorul de saturație cu var (LSF) al CKD a influențat foarte mult rezistența maximă atinsă.

Reciclarea CKD și a sterilului de cupru în industria minieră oferă multe beneficii. Poate reduce costul operațiunilor de rambleu în mină, poate scădea cantitatea de CKD și steril de cupru trimise la depozitele de gunoi, poate conserva resursele naturale utilizate în industria cimentului, poate economisi energie și poate promova durabilitatea.

Rezultatele pozitive din utilizarea CKD și a sterilelor de cupru în aplicațiile CPB sugerează că sunt necesare cercetări suplimentare pentru a explora parametri suplimentari.

Ce este Cement Sustainability Initiative (CSI)?

Cement Sustainability Initiative (CSI) promovează reciclarea betonului ca parte a practicilor de afaceri durabile. Proprietățile unice ale betonului înseamnă că recuperarea sa nu se încadrează adesea perfect în definițiile standard ale reutilizarii sau reciclării. De obicei, betonul este descompus în agregate pentru noi utilizări.5

CSI a subliniat că maximizarea reciclării betonului depinde de modul în care codurile de construcție și schemele de evaluare ecologică o recunosc. În general, există puține restricții legale cu privire la utilizarea betonului reciclat ca agregat în proiecte precum umplutură, sub-bază, asfalt și amenajări exterioare.

Cu toate acestea, există adesea limite cu privire la cantitatea care poate fi utilizată în betonul structural. Aceste limite se datorează de obicei concepțiilor greșite ale publicului cu privire la calitatea betonului reciclat sau lipsei de conștientizare cu privire la posibilele utilizări ale acestuia.

Schemele de construcție ecologică și sistemele de evaluare pot ajuta la schimbarea acestor percepții prin abordarea reciclării betonului.

CSI vizează „zero depozitare” de beton. Cu toate acestea, producătorii de ciment joacă un rol indirect în sprijinirea acestui obiectiv. CSI consideră că creșterea gradului de conștientizare cu privire la reciclarea betonului va promova discuțiile și va încuraja toate părțile interesate să recicleze betonul. Producătorii de ciment pot contribui prin filialele lor de beton, agregate și construcții.

Procesul de reciclare electrică a cimentului: o descoperire majoră

Cercetătorii au dezvoltat o metodă pentru a produce beton cu emisii foarte scăzute la scară, care ar putea ajuta în mod semnificativ tranziția la zero net. Această metodă inovatoare folosește cuptoare cu arc alimentate electric, utilizate de obicei în reciclarea oțelului, pentru a recicla cimentul.6

Cercetarea indică faptul că pasta de ciment recuperată poate fi reprocesată ca înlocuitor parțial al fluxului de var-dolomit utilizat în prezent în reciclarea oțelului. Zgura rezultată îndeplinește specificațiile pentru clincherul Portland și poate fi amestecată cu argilă calcinată și calcar.

Noul procedeu și parametrii săi afectează cantitatea de conținut de silice prezentă în pasta de ciment obținută în urma procesului de reciclare, iar prin modificarea parametrilor reacției, conținutul de silice și alumină poate fi ușor ajustat.

Metoda propusă este potențial competitivă din punct de vedere economic și, dacă este alimentată cu energie electrică fără emisii, poate produce ciment cu emisii zero, reducând în același timp emisiile provenite din reciclarea oțelului prin reducerea cerințelor de flux de var.

Pe scurt, se observă multe evoluții în reciclarea cimentului, iar experții elaborează noi modalități de a încorpora betonul reciclat în construcțiile durabile. Cu fiecare zi care trece, reciclarea betonului devine decarbonizată și contribuie pozitiv la obiectivele de durabilitate fără emisii. (Foto: Freepik)

(Cf: Bentley, P. (2022). Can we recycle concrete?-BBC Science Focus.)