Beton Hijau

Perbandingan yang dilaporkan dalam Nature ^[4] didasarkan pada massa kering, bukan berat basah. Perkiraan biomassa tidak memasukkan kandungan air, yang cukup besar pada organisme hidup.

Material buatan manusia mengacu pada massa kering kumulatif bahan antropogenik tak hidup (mis., beton, agregat, logam, plastik dll). Temuan ini menunjukkan bahwa total massa kering buatan manusia melampaui total biomassa kering global sekitar 2020.

Satu meter kubik beton rata-rata berbobot 2,4 ton metrik ^[20]. Jadi 30 miliar ton metrik = 12,5 miliar meter kubik. Nilai ini didukung oleh [21].

Jika diubah ke kilometer kubik, 12,5 miliar meter kubik setara dengan 12,5 km³.

Luas Austria adalah 83.879 km² ^[22].

Untuk mencari ketebalan beton, bagi volume dengan luas permukaan: 12,5 km³ / 83.879 km² = 0,0001490242 km.

0,0001490242 km = 14,90242 cm = 5,8671 in

Dalam naskah, “pembakaran batu kapur” dipakai sebagai istilah singkat informal. Secara teknis, batu kapur itu sendiri tidak dibakar lewat proses pembakaran. Saat dipanaskan, kalsium karbonat mengalami kalsinasi: reaksi kimia yang dipicu panas dan dikenal sebagai dekomposisi termal, yang memisahkannya menjadi kalsium oksida, atau kapur, dan karbon dioksida:

CaCO₃ + panas → CaO + CO₂

Kalsinasi sebagian besar terjadi sebelum material mencapai suhu puncak kiln sekitar 1.450 °C. Pada suhu lebih tinggi, kapur yang dihasilkan bereaksi dengan silika dan bahan lain untuk membentuk klinker.

CO₂ yang dilepaskan lewat kalsinasi berasal dari batu kapur itu sendiri dan karena itu berbeda dari CO₂ yang dihasilkan dengan membakar bahan bakar fosil untuk memanaskan kiln. Mengganti bahan bakar tersebut dengan panas rendah karbon dapat mengurangi emisi pembakaran kiln, tetapi tidak dengan sendirinya menghilangkan emisi proses yang dilepaskan lewat kalsinasi ^{[23,27,38,40,42]}.

‘Carbon curing’ secara khusus merujuk pada metode ketika CO₂ yang ditangkap disuntikkan ke beton segar saat pencampuran atau curing, lalu bereaksi dengan senyawa kalsium dalam semen untuk membentuk karbonat yang stabil. Ini bisa sedikit meningkatkan kekuatan sambil menyimpan sejumlah kecil CO₂ secara permanen di dalam matriks material. Namun, carbon curing hanyalah salah satu bentuk pemanfaatan karbon dalam beton.

Sebagai alternatif, ‘karbonasi’ merujuk pada reaksi CO₂ dengan senyawa berbasis semen yang telah mengeras dan terhidrasi, seperti beton, seiring waktu. Karbonasi alami terjadi perlahan sepanjang masa pakai struktur beton, sehingga beton secara bertahap menyerap CO₂ dari sekitarnya. Proses karbonasi yang dipercepat (kadang disebut curing mineralisasi) memaparkan beton atau agregat daur ulang pada aliran CO₂ pekat untuk sengaja meningkatkan penyerapan CO₂. Proses-proses ini terkait secara kimia, tetapi secara operasional berbeda dari teknologi carbon curing dalam campuran.

Selain pendekatan berbasis curing, penyimpanan karbon juga bisa dilakukan lewat strategi yang secara material berbeda. Salah satunya adalah memasukkan bahan berbasis hayati yang mengandung karbon (seperti biochar) ke dalam campuran beton ^A,B. Komposit biochar-beton dapat menyimpan karbon alami dan biogenik secara fisik, sambil berpotensi meningkatkan ketahanan dan pengaturan kelembapan. Pendekatan ini berbeda dari karbonasi karena menyimpan karbon dalam bentuk padat, bukan memasukkan atau memineralisasi CO₂ berbentuk gas.

Pengembangan lebih lanjut mencakup komposit semen berbasis hayati atau penggantian sebagian agregat mineral dengan serat terbarukan atau bahan dari tanaman ^C-I. Di ujung spektrum ini, beberapa sistem konstruksi sepenuhnya menggantikan beton konvensional dengan komposit berbasis hayati atau hibrida yang dirancang untuk penggunaan struktural atau semi-struktural ^E-I. Pendekatan ini berbeda dari carbon curing, karena mengurangi atau mengganti bahan semen mineral, alih-alih mengolah CO₂ yang dilepaskan.

Singkatnya, carbon curing adalah satu jalur pemanfaatan karbon tertentu dalam lanskap strategi yang lebih luas. Teknologi karbonasi/mineralisasi, penambahan biochar, komposit berbasis hayati, dan sistem konstruksi alternatif berbasis hayati adalah pendekatan yang secara teknis berbeda, yang menyimpan karbon, mengurangi kebutuhan semen, atau menggantikan pengikat mineral sepenuhnya.

Studi menunjukkan hasil yang beragam. Tergantung campuran beton dan proses yang digunakan, pengawetan atau pencampuran CO₂ dapat meningkatkan kekuatan beton, hampir tidak berpengaruh, atau malah menguranginya [82-92]. Manfaatnya bagi iklim juga tidak otomatis. Itu bergantung pada berbagai faktor, termasuk energi yang dibutuhkan untuk penangkapan, pengangkutan, dan pengawetan CO₂, seberapa banyak CO₂ yang tetap tersimpan, apakah prosesnya meningkatkan atau mengurangi kekuatan beton, dan apakah akibatnya dibutuhkan semen tambahan. [92] menemukan kuat tekan yang lebih rendah pada 31 dari 99 kumpulan data percobaan yang dinilai. Jika kemudian diperlukan semen tambahan untuk mencapai kekuatan setara, emisi yang dihasilkan bisa mengimbangi atau melampaui manfaat dari CO₂ yang tersimpan. Secara keseluruhan, studi tersebut menemukan bahwa emisi bersih meningkat dalam banyak kasus percobaan yang telah dipublikasikan dan dinilainya.

Berikut beberapa contoh penggunaan beton teraktivasi alkali (AAC) di berbagai belahan dunia:

• [111] Australia
• [112] Amerika Serikat
• [113] India
• [114] Inggris
• [115] China
• [116] Belanda
• [117] Jerman
• [118] Malaysia
• [119] Brasil
• [120] Italia
• [121] Korea Selatan
• [122] Singapura
• [123] Jepang, Ukraina, Finlandia, Rusia, dan Irlandia adalah beberapa contoh dari sumber ini

Referensi tersebut merujuk pada beton teraktivasi alkali maupun beton geopolimer. Dalam literatur ilmu material, material teraktivasi alkali (AAM) umumnya dianggap sebagai kategori yang lebih luas, sedangkan geopolimer didefinisikan sebagai bagian khusus dalam kelompok itu. Dalam kerangka yang paling umum ini, AAM merujuk pada pengikat yang dibuat dengan mengaktifkan bahan awal ‘aluminosilikat’ (misalnya, abu terbang, terak, dan SCM lainnya) dengan larutan alkali. Istilah payung ini mencakup berbagai sistem dengan kimia dan produk reaksi yang berbeda-beda.

Dalam klasifikasi luas itu, geopolimer biasanya dijelaskan sebagai pengikat aluminosilikat rendah kalsium yang membentuk struktur tiga dimensi. Dalam pandangan ini, semua geopolimer dapat dianggap sebagai material teraktivasi alkali, tetapi tidak semua material teraktivasi alkali adalah geopolimer. Tafsiran ini banyak dipakai dalam jurnal yang ditinjau sejawat dan oleh peneliti terkemuka, dengan AAM sebagai istilah teknis yang mencakup semuanya, sementara ‘geopolimer’ merujuk pada subkelompok komposisi dan struktur tertentu.

Namun, pandangan alternatif berpendapat bahwa geopolimer merupakan kelas material tersendiri yang ditentukan oleh kimia polimerisasi khusus. Dalam tafsiran ini, tidak semua sistem teraktivasi alkali memenuhi syarat sebagai geopolimer, terutama sistem kaya kalsium yang produk reaksinya berbeda secara struktur. Pandangan ini menolak penggunaan AAM sebagai istilah payung utama dan justru menganggap ‘geopolimer’ sebagai kategori yang lebih tepat secara kimia.

Akibatnya, istilah yang dipakai bisa berbeda tergantung afiliasi penulis, tradisi penelitian, atau konteks institusional. Dalam sebagian besar literatur akademik dan teknik masa kini, klasifikasi AAM-sebagai-istilah-payung lebih dominan, terutama dalam studi perbandingan yang menilai kinerja lingkungan terhadap semen Portland biasa. Meski begitu, publikasi baru tetap mempertahankan pemisahan yang lebih jelas antara kedua istilah tersebut.

[124] menunjukkan bahwa luas kawasan perkotaan global bertambah 9.687 km² per tahun antara 1985 dan 2015. Ini setara dengan (9.687/365 =) 26,539 km² per hari.

Luas Manhattan adalah 59,1 km^{2 J}.

59,1/26,539 = 2,2 hari.