Investigadores de Cambridge descubren el primer proceso del mundo para producir cemento sin emisiones

Author Team Estudio Arquitectos

Published on: mayo 27, 2024

El cemento reciclado podría producir hormigón nuevo con bajas emisiones

Investigadores de la Universidad de Cambridge han encontrado una manera de producir muy bajas emisiones específico Utilizado a escala comercial. reciclado Hornos de hormigón y hornos de arco eléctrico. Dado que este último se utiliza para el reciclaje de acero, el acero también puede reciclarse en el proceso de reciclaje de cemento. A partir de esto, investigadores de la Universidad de Cambridge han descubierto que el cemento usado puede reemplazar el fundente de cal para producir cemento reciclado, que luego puede usarse para fabricar concreto nuevo con bajas emisiones.

El fundente de cal es un ingrediente en el reciclaje de acero que ayuda a eliminar las impurezas, pero a menudo termina como residuo en el proceso de fabricación. Para evitar un aumento de residuos, el cemento de desecho puede ocupar su lugar debido a sus propiedades reciclables, lo que podría ayudar en la producción de hormigón de bajas emisiones a niveles comerciales. Los investigadores de Cambridge dicen que este nuevo método de reciclaje de cemento no aumenta significativamente el costo del concreto ni la producción elevada. En cambio, pueden ayudar a reducir las emisiones de carbono del hormigón y el acero al reducir la necesidad de fundente de cal.

Fotogramas e imágenes de la película cortesía de la Universidad de Cambridge, vía YouTube y instituto de procesamiento de materiales

Investigadores de Cambridge calientan materiales reciclados triturados

El estudio fue escrito por el Dr. Cyrille Dunant del Departamento de Ingeniería de la universidad. Universidad de Cambridge Explique que triturar concreto viejo puede ayudar a eliminar arena y piedras. Luego se utiliza calentamiento para eliminar el agua mezclada. «Se volverá a formar clinker», dijeron los investigadores. A modo de contexto, el cemento se fabrica mediante un proceso llamado clinker, en el que la piedra caliza y otras materias primas se trituran y se calientan a unos 1.450 °C en grandes hornos.

«Un baño de metal líquido ayudaría a esta reacción química, y un horno de arco eléctrico para reciclar acero parece una posibilidad real», añadió el doctor. Cirilo Dunant. El proceso del clinker requiere la combinación adecuada de calor y óxidos, todos los cuales están presentes en el cemento residual, pero también deben reactivarse. Los investigadores probaron una serie de fundentes de cal elaborados a partir de residuos de demolición, con la adición de cal, alúmina y sílice, que fueron procesados con acero fundido y rápidamente enfriados en un horno de arco eléctrico en el Instituto de Procesamiento de Materiales.

Finalmente, investigadores de la Universidad de Cambridge encontraron una combinación de clinker de cemento y óxido de hierro. «Descubrimos que la combinación de clinker de cemento y óxido de hierro produce una escoria de fabricación de acero excelente porque forma espuma y fluye bien». dijo el doctor. Cirilo Dunant. «Si se consigue el equilibrio adecuado y se enfría la escoria lo suficientemente rápido, se obtiene cemento reactivado sin añadir ningún coste al proceso de fabricación de acero».

Investigadores de Cambridge encuentran una manera de producir hormigón con emisiones extremadamente bajas utilizando hormigón reciclado

Los científicos descubren que el cemento del hormigón puede sustituirse

Investigadores de la Universidad de Cambridge, entre ellos Cyrille F. Dunant, Shiju Joseph, Rohit Prajapati y Julian M. Allwood, señalan que el hormigón se fabrica a partir de arena, grava, agua y cemento como aglutinante. Aunque el cemento constituye sólo una pequeña parte de la mezcla de hormigón, representa aproximadamente el 90% de las emisiones del hormigón. El hormigón es también el segundo material más utilizado en la Tierra después del agua y representa aproximadamente el 7,5% de las emisiones totales de carbono del planeta.

Debido a esto, investigadores de la Universidad de Cambridge trabajaron arduamente para encontrar una manera de reducir las emisiones de concreto fabricándolo a partir de cemento reciclado. Los científicos han descubierto que la mitad del cemento del hormigón se puede sustituir con materiales alternativos, incluidas las cenizas volantes. El problema es que estas alternativas requieren productos químicos para funcionar y endurecer el cemento, lo que puede no ser tan útil para el medio ambiente como podría pensarse. Para encontrar una alternativa funcional, los investigadores primero intentaron triturar hormigón viejo.

El cemento usado puede reemplazar el fundente de cal para producir cemento reciclado

Para investigadores de la Universidad de Cambridge, descubrir cómo utilizar cemento reciclado para producir hormigón con bajas emisiones es un «milagro absoluto». Un desafío que la industria debe tener en cuenta es la reducción del uso de cemento y hormigón. El profesor Julian Allwood del Departamento de Ingeniería de la Universidad de Cambridge dirigió el estudiar, varias industrias hacen un uso excesivo del hormigón. Es barato, resistente y se puede fabricar en casi cualquier lugar, lo que probablemente ayude en la mayoría de sus usos.

«Podemos reducir significativamente la cantidad de hormigón utilizado sin comprometer la seguridad, pero hará falta voluntad política para lograrlo». dijo el profesor. En el momento de esta publicación, los investigadores de Cambridge habían solicitado una patente sobre el proceso para respaldar la comercialización de su descubrimiento. La investigación fue apoyada en parte por Innovate UK y el Consejo de Investigación en Ingeniería y Ciencias Físicas (EPSRC), parte de Investigación e Innovación del Reino Unido (UKRI). Julian Allwood es miembro del St Catherine’s College de Cambridge.

El cemento reciclado se puede utilizar para fabricar hormigón nuevo con bajas emisiones