Ерлан Жумабаев 
До недавнего времени правило «нет бетона без цемента» было незыблемым, однако этот традиционный связующий компонент оставляет значительный углеродный след. Производство одного только цементного клинкера – ключевого ингредиента – ответственно примерно за 8% мировых выбросов CO₂, что делает бетон одним из самых климатически вредных строительных материалов. Основная причина столь высоких выбросов кроется не только в энергозатратах, но и в химической реакции декарбонизации известняка при изготовлении портландцементного клинкера.
В рамках европейского проекта C-SINC исследователи из Германии, Нидерландов, Бельгии и Испании работают над созданием экологичной альтернативы. Ученые из Технологического института Карлсруэ (KIT) сосредоточились на разработке материала, способного частично заменить цемент. Необходимость в таких инновациях становится все острее, поскольку существующие заменители, такие как летучая зола от сжигания угля и гранулированный доменный шлак, скоро станут дефицитом из-за постепенного отказа от угля и трансформации сталелитейной промышленности.
В центре нового подхода – силикаты магния. В ходе целенаправленного и ускоренного процесса минерализации они вступают в реакцию с углекислым газом, образуя карбонат магния. Этот материал используется как вторичная добавка к цементу, замещая часть клинкера. Главное преимущество технологии в том, что она не просто сокращает выбросы, а превращает бетон в так называемый «поглотитель углерода». Используя CO₂, уловленный из промышленных выхлопных газов, ученые химически связывают его в минеральной структуре бетона. Углекислый газ не просто хранится, а становится частью материала, что исключает его утечку в атмосферу на протяжении очень долгого времени.
Цель проекта C-SINC – не ограничиваться лабораторными образцами, а как можно скорее внедрить новый бетон в реальное строительство. Специалисты KIT играют ключевую роль в этом процессе. С помощью машинного обучения и структурно-механического моделирования они исследуют поведение нового связующего вещества, разрабатывают оптимальные составы бетонной смеси и проверяют их свойства как на небольших образцах, так и на полномасштабных строительных элементах. Комплексный подход, сочетающий симуляции, эксперименты и реалистичные испытания, позволяет определить надежные параметры, которые подтвердят: новый бетон не только экологичен, но и полностью соответствует требованиям к несущей способности, долговечности и безопасности.
