セメントの強度を高め、温室効果ガスの排出を削減する方法を見つける

専門家は、物質の分子構造を分析することで、物質の特性を変え、大気中に放出される温室効果ガスの量に影響を与える新しい配合を導き出すことができます。

建設業において最も一般的な材料はコンクリートであり、これは大気中に排出される温室効果ガスの 1/10 を排出しており、地球温暖化の主な原因の 1 つでもあります。

専門家による最近の研究により、科学者は温室効果ガスの排出量を大幅に（約半分に）削減する新しい技術を開発することができました。

さらに、専門家たちはコンクリートの構造について複雑な分子分析を行い、コンクリートの耐久性と損傷耐性を高めることができるという結論に達しました。コンクリートは砂、水、セメントから作られますが、セメントの製造には、カルシウムを多く含む材料（通常は石灰石）とシリコンを多く含む材料（通常は粘土）の2種類の混合物が使用されます。この混合物を1500℃に加熱すると、クリンカーと呼ばれる固体塊が得られます。大気中に排出される温室効果ガスの大部分は、建築材料の製造時（加熱、脱炭素化）に発生します。

科学者たちは構造を分析した結果、材料中のカルシウムの量を減らすことで排出量を削減できるだけでなく、材料をより強くすることも可能だという結論に達した。

セメントは地球上で広く使用されており、研究によると、鉄鋼の3倍も使用されています。一般的なセメントでは、カルシウムとシリコンの比率は1:1から2:1程度まで変動しますが、1.7:1が標準とされています。しかし、分子構造の比率が異なるセメントの詳細な比較はこれまで行われていませんでした。研究著者が指摘するように、彼とチームはすべての化学組成を含むデータベースを作成し、現在使用されている最適な比率は1.5:1であると結論付けることができました。

専門家の説明によると、比率を変えると、材料の分子構造が改善され始めます（緻密に整列した結晶構造から無秩序なガラス構造へ）。さらに、専門家は、カルシウム1.5に対してシリコン1の割合で混合すると、強度が2倍になり、損傷に対する耐性が向上することを発見しました。

専門家によって出された結論はすべて、膨大な数の実験によって確認されました。

セメントの製造過程では、温室効果ガス排出量の最大10%が大気中に放出されます。専門家によると、セメントに含まれるカルシウムの量を減らすことで、大気中へのCO2排出量は大幅に削減されます。科学者たちは、カルシウムの量を減らしたセメントを製造することで、二酸化炭素排出量を60%削減できると主張しています。

この専門家による研究は、マサチューセッツ工科大学と国立科学研究センター（CNRS）の専門家による5年間の共同研究の成果であり、ローランド・ペレング氏が科学プロジェクトの責任者を務めている。

専門家は、セメントを製造するためのこの新しい製法は、その高い強度とさまざまな種類の機械的損傷に対する耐性により、パイプからの漏れや突破を防ぐセメントを使用しているガス会社や石油会社にとって興味深いものになる可能性があると示唆している。

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