Loại xi măng mới có thể giảm lượng khí carbon dioxide trong quá trình sản xuất

Nhà cửa, nhà máy, cầu thang, cầu, đập - không có công trình nào trong số này có thể được xây dựng nếu không có xi măng. Theo ước tính, gần sáu tỷ tấn xi măng đã được sản xuất trên toàn thế giới vào năm 2020, tạo ra 8% lượng khí thải CO₂ trong không khí có thể gây ô nhiễm môi trường.

Xi măng portland theo truyền thống được sản xuất bằng nhiều nguyên liệu thô khác nhau, bao gồm cả đá vôi được nung nóng để tạo thành clinker – thành phần chính của xi măng. Trong quá trình này, đá vôi – canxi cacbonat (CaCO₃) được chuyển hóa thành canxi oxit (CaO) và giải phóng một lượng lớn khí cacbonic (CO₂), Giáo sư Herbert Pöllmann từ Viện Khoa học Địa lý và Địa lý MLU giải thích.
Vì CO₂ là một khí nhà kính có hại cho môi trường, các nhà nghiên cứu đã tìm kiếm các giải pháp thay thế cho xi măng portland truyền thống trong các năm tới. Giải pháp này là xi măng canxi sulphoaluminate (CSA), trong đó phần lớn đá vôi được thay thế bằng bô xít.

Tuy nhiên, bô xít là một nguyên liệu thô cần phải khai thác từ các mỏ và không có sẵn. Do đó, các nhà khoáng vật học tại Đại học Pará và nhóm nghiên cứu tại Đại học Martin Luther Halle-Wittenberg hiện đã tìm ra một giải pháp thay thế bô xít bằng một loại đất sét có tên là Belterra.

Pöllmann giải thích, lớp đất sét này có thể dày tới 30m và bao phủ các mỏ bôxit ở các vùng nhiệt đới như ở lưu vực sông Amazon. Nó chứa đủ khoáng chất với hàm lượng nhôm để đảm bảo xi măng có chất lượng tốt và có sẵn với số lượng lớn.

Mặc dù xi măng không thể được sản xuất mà không có đá vôi, nhưng ít nhất 50 - 60% đá vôi có thể được thay thế bằng đất sét Belterra.

Quá trình sản xuất này còn có một lợi thế khác là quá trình nung nóng chỉ yêu cầu ở nhiệt độ1.250°C, thấp hơn 200°C so với xi măng portland truyền thống.

Pöllmann cho rằng phương pháp này không chỉ giải phóng ít khí CO₂ hơn trong quá trình chuyển đổi hóa học mà còn trong quá trình nung nóng. Theo đó, lượng khí thải CO₂ có thể giảm tới 2/3 trong quá trình sản xuất xi măng.

Trong quá trình thử nghiệm, các nhà khoáng vật học đã có thể chứng minh rằng xi măng thay thế của họ đáp ứng tất cả các yêu cầu chất lượng được đặt ra đối với xi măng portland truyền thống.