Çimento üretiminin her aşamasında çevre üzerinde bir etki söz konusudur . Bunlar arasında, uzaktan görülebilen ve yerel çevreyi kalıcı olarak değiştirebilen kireçtaşı ocakları; toz ve gazlar şeklinde havaya karışan kirleticilerin emisyonu; makinelerin çalıştırılması sırasında oluşan gürültü ve titreşim; ve ocaklarda yapılan patlatmalar yer almaktadır.
Çimento Üretiminin Çevresel Etkileri
Dünya genelindeki toplam CO2 emisyonlarının %4 ila %8'i beton kaynaklıdır ve betonun çevresel etkisi, üretimi, uygulamaları ve altyapı ile binalar üzerindeki doğrudan etkileriyle şekillenen karmaşık bir yapıya sahiptir. Betonun çevresel ve sosyal etkilerinin yanı sıra, çimento da önemli bir bileşendir.
1. Karbondioksit Emisyonları ve İklim Değişikliği
İnsan kaynaklı tüm CO2 emisyonlarının %5'ine kadarının çimento sektöründe gerçekleştiği, bunun %50'sinin kimyasal reaksiyonlardan ve %40'ının yakıt yakımından kaynaklandığı göz önüne alındığında, çimento sektörü iklim değişikliğine yol açan dünyanın en büyük iki gaz üreticisinden biridir.
Yapısal beton (yaklaşık %2 çimento ile) üretimi için tahmini CO14 çıkışı 410 kg/m3'tür (veya 180 g/cm2.3 yoğunlukta yaklaşık 3 kg/ton); çimento yerine %290 uçucu kül kullanıldığında bu çıktı 3 kg/m30'e düşmektedir.
Üretilen her bir ton çimento için, atmosfere 900 kg CO2 salınır ve bu, ortalama bir beton karışımıyla ilgili emisyonların %88'ini oluşturur. Beton üretiminden kaynaklanan CO2 emisyonu, beton karışımında kullanılan çimento içeriği ile doğru orantılıdır.
Kalsiyum karbonatın termal olarak parçalanmasıyla kireç ve karbondioksit oluştuğunda, çimento üretimi sera gazı emisyonlarına yol açar. Çimento üretiminde enerji kullanımı, özellikle fosil yakıtların yakılması durumunda, bu soruna katkıda bulunur.
Betonun birim kütle başına çok düşük bir somutlaşmış enerjiye sahip olması, beton yaşam döngüsünün dikkati hak eden bir yönüdür. Bunun nedeni, çoğunlukla, beton üretiminde kullanılan su, puzolanlar ve agregalar gibi bileşenlerin yerel kaynaklarda bulunabilirliği ve sık erişilebilirliğidir.
Buna göre çimento imalatı, betonda bulunan enerjinin %70'ini kullanırken, nakliye sadece %7'sini kullanır.
Beton, birim kütle başına 1.69 GJ/ton toplam gömülü enerji ile ahşap dışında diğer inşaat malzemelerinin çoğundan daha düşük bir gömülü enerjiye sahiptir. Muazzam beton yapı kütlesi nedeniyle, bu karşılaştırma karar vermede her zaman hemen uygulanabilir değildir.
Bu tahminin, %20'den fazla uçucu kül içermeyen beton karışım oranlarına dayandığını unutmamak önemlidir. Tahminlere göre, çimentonun yüzde 0.7'inin uçucu külle değiştirilmesi, enerji kullanımında yüzde 80'lik bir düşüş sağlıyor. Önerilen bazı karışımlar %XNUMX'e kadar uçucu kül içerdiğinden, bu önemli ölçüde enerji tasarrufu sağlayacaktır.
Boston Consulting Group'un 2022 tarihli bir raporuna göre , daha çevre dostu çimento üretimine yapılan yatırımlar, elektrik ve havacılığa yapılan yatırımlardan daha fazla sera gazı tasarrufu sağlıyor.
2. Yüzey Akışı
Su baskını ve şiddetli toprak erozyonu, su gözeneksiz beton gibi geçirimsiz yüzeylerden aktığında meydana gelen yüzey akışından kaynaklanabilir. Benzin, motor yağı, ağır metaller, atıklar ve diğer kirleticiler sıklıkla kaldırımlardan, yollardan ve otoparklardan kentsel yüzey akışına karışıyor.
Zayıflama olmadan, tipik bir metropol bölgesinin geçirimsiz örtüsü, yeraltı suyunun süzülmesini azaltır ve aynı büyüklükteki tipik bir ormanlık alana göre beş kat daha fazla akışa neden olur.
Geçirimsiz betonun zararlı sonuçlarını dengelemek amacıyla, birçok yeni kaldırım projesi, bir düzeyde otomatik yağmur suyu yönetimi sunan geçirimli beton kullanmaya başlamıştır.
Beton, yüzey akışının sızmasına ve yeraltı suyuna geri dönmesine izin veren geçirgen beton üretmek için dikkatlice hesaplanmış agrega oranlarıyla dikkatlice serilir.
Bununla hem sel hem de yeraltı suyu ikmali kolaylaştırılır. Geçirgen beton ve diğer ayrık yüzeyli alanlar, uygun şekilde yapılıp kaplanırsa, yağlar ve diğer kimyasallar gibi bazı tehlikeli kirleticilerin geçişini engelleyerek otomatik bir su filtresi görevi görebilir.
Ne yazık ki, geçirimli betonu geniş ölçekte kullanmanın hala sakıncaları var. Geleneksel betona kıyasla daha düşük mukavemeti, kullanımını düşük yük alanlarıyla sınırlar ve donma-çözülme hasarına ve silt birikmesine karşı duyarlılığı en aza indirmek için dikkatli bir şekilde monte edilmesi gerekir.
3. Kentsel Isı
Kentsel ısı adası etkisi olarak bilinen olgu, çoğunlukla beton ve asfalttan kaynaklanmaktadır. Dünyanın 2060 yılına kadar 230 milyar m2 (2.5 trilyon ft2) yeni bina inşa etmesi bekleniyor; bu alan, mevcut küresel bina stoğuna eşdeğerdir.
Birleşmiş Milletler Ekonomik ve Sosyal İşler Departmanına göre 68 yılına kadar dünya nüfusunun %2050'inin kentsel alanlarda yaşayacağı tahmin ediliyor. Kullandıkları ek enerji ve ürettikleri hava kirliliği sonucunda asfalt yüzeyler ciddi bir tehdit oluşturuyor. .
Bir bölgenin enerji tasarrufu için birçok fırsatı vardır. İklimlendirme talebi ideal olarak sıcaklıklar düştükçe düşerek enerji tasarrufu sağlamalıdır.
Bununla birlikte, yansıtıcı kaplamaların çevredeki yapıları nasıl etkilediği üzerine yapılan araştırmalar, binalarda yansıtıcı cam bulunmadığında, kaplamadan yansıyan güneş radyasyonunun bina sıcaklıklarını yükseltebileceğini ve klima ihtiyacını artırabileceğini göstermiştir.
Ayrıca, yerel sıcaklıklar ve hava kalitesi, şehirleri kaplayan kaldırımlardan gelen ısı transferinden etkilenebilir. Yüksek albedolu kaldırımlar gibi daha az güneş enerjisi emen malzemelerin kullanılması, kentsel çevreye ısı akışını kısıtlayabilir ve UHIE'yi düzenleyebilir. Sıcak yüzeyler konveksiyon yoluyla şehir havasını ısıtır.
Şu anda kullanımda olan kaplama malzemelerinden yapılmış yüzeyler için, albedos yaklaşık 0.05 ila kabaca 0.35 arasında değişir. Yüksek başlangıç albedolu kaplama malzemeleri, tipik bir yaşam hizmeti boyunca yansıtma özelliğini kaybetme eğilimindeyken, düşük başlangıç albedolu kaplama malzemeleri yansıma kazanabilir.
Termal konfor etkisi ve özellikle sıcak hava dalgaları sırasında yaya sağlığını ve güvenliğini tehlikeye atmayan ek etki azaltma önlemlerinin gerekliliği, dikkate alınması gereken ek faktörlerdir. “Akdeniz Dış Mekan Konfor İndeksi” (MOCI) hesaplanırken
İnsanlar hava ve termal konfor koşullarına maruz kalmaktadır, bu nedenle yargıda bulunurken genel kentsel tasarımlar yine de dikkate alınmalıdır. Bitki örtüsü, yansıtıcı malzemeler vb. gibi diğer teknolojiler ve tekniklerle uygun şekilde birleştirildiğinde, kentsel ortamlarda yüksek albedolu malzemelerin kullanımının yararlı etkileri olabilir.
4. Beton Tozu
Depremler ve diğer doğal afetler sırasında ve ayrıca bina yıkımı sırasında atmosfere sıklıkla çok miktarda beton tozu salınır. Büyük Hanshin depreminin ardından şiddetli hava kirliliğinin ana sebebinin beton tozu olduğu belirlendi.
5. Radyoaktif ve Zehirli Kirlilik
Hem istenen hem de istenmeyen katkı maddeleri dahil olmak üzere bazı bileşiklerin betona dahil edilmesinden sağlık sorunları ortaya çıkabilir. Kullanılan hammaddelerin kaynağına bağlı olarak, beton yapılarda doğal olarak oluşan radyoaktif elementlerin (K, U, Th ve Rn) farklı konsantrasyonları bulunabilir.
Örneğin, bazı taşlar doğal olarak Radon yayar ve eski madenlerden çıkan atıklar çok miktarda Uranyum içerirdi. Bir nükleer kazadan kaynaklanan kontaminasyonun bir sonucu olarak yanlışlıkla toksik bileşiklerin kullanılması başka bir olasılıktır. Yıkım veya çatlamadan önce betona nelerin dahil edildiğine bağlı olarak, moloz veya kırık betondan çıkan toz büyük sağlık riskleri oluşturabilir.
Bununla birlikte, zehirli maddelerin betona gömülmesi mutlaka riskli değildir ve hatta avantajlı olabilir. Bazı durumlarda, hidrasyon işlemi sırasında metaller de dahil olmak üzere belirli bileşiklerin çimentoya eklenmesi, bunları güvenli bir durumda hareketsiz hale getirir ve çevreye salınmalarını engeller.
6. Azot Oksit (NOx)
Nitrojen oksidin (NOx) insan sağlığı ve çevre üzerinde yer seviyesinde ozon, asit yağmuru, küresel ısınma, bozulan su kalitesi ve görme bozukluğu gibi bir dizi olumsuz etkisi vardır. Çocuklar ve astım gibi akciğer sorunları olan kişiler etkilenen gruplar arasındadır ve bu koşullara maruz kalmak, dışarıda çalışan veya egzersiz yapan kişilerde akciğer dokusuna zarar verebilir.
7. Kükürt Dioksit (SO2)
Yüksek seviyelerde kükürt dioksit (SO2), solunumu bozabilir ve halihazırda mevcut olan solunum ve kardiyovasküler koşulları şiddetlendirebilir. Astımlılar, bronşit veya amfizemi olan kişiler, çocuklar ve yaşlılar hassas popülasyonlar arasındadır. Asit yağmurunun veya asit birikiminin ana nedeni SO2'dir.
8. Karbonmonoksit (CO)
Karbon monoksit (CO) , vücudun organlarına ve dokularına ulaşan oksijen miktarını azaltarak sağlığı olumsuz etkileyebilir. Ayrıca kardiyovasküler ve sinir sistemleri üzerinde de olumsuz etkileri olabilir. Solunum sorunlarına yol açabilen duman veya yer seviyesi ozon, kısmen CO tarafından oluşturulur.
9. Yakıtlar ve Hammaddeler
Girdilere ve prosedüre bağlı olarak, bir çimento değirmeni bir ton klinker yapmak için 3-6GJ yakıt kullanır. Günümüzde çimento fırınlarının çoğunluğu tarafından kullanılan birincil yakıtlar kömür, petrokok ve daha az ölçüde doğal gaz ve fuel oil'dir.
Katı kriterleri karşılamaları halinde, geri kazanılabilir ısıl değeri olan belirli atıklar ve yan ürünler, kömür gibi bazı geleneksel fosil yakıtların yerini almak için çimento fırınlarında yakıt olarak kullanılabilir.
Kil, şeyl, kalker gibi hammaddelerin olduğu yerlerde, kalsiyum, silis, alümina, demir gibi yararlı mineraller içeren bazı atık ve yan ürünler, fırında hammadde olarak kullanılabilir.
Alternatif yakıtlar ve hammaddeler arasındaki çizgi her zaman net değildir çünkü bazı materyaller hem değerli mineral içeriğine hem de geri kazanılabilir ısıl değere sahiptir.
Örneğin, kanalizasyon çamuru, düşük fakat önemli bir kalorifik değere sahip olmasına rağmen klinker matrisinde faydalı olan kül içeren mineraller üretmek için yanar.
Çimento Üretiminin Çevresel Etkileri – SSS
Çimento endüstrileri hangi kirliliğe neden olur?
Çimento üretiminde ne kadar CO2 üretilir?
Çimento üretimi iklim değişikliğine nasıl neden olur?
Betonun çevresel etkileri nelerdir?
Sonuç
Bu makalede gördüklerimizden, çimento üretiminin toplumun kalkınmasında gerekli bir bileşen olmasına rağmen çevremize zararlı olduğunu biliyoruz. Bu, çimentodan bina yapımına kadar diğer sürdürülebilir ve çevre dostu alternatiflere doğru büyük bir ilerlemeyi gerektirir.