Sublime Systems erhält ASTM-Zertifizierung für kohlenstoffarmen Zement

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Im Juni erzählten wir unseren Lesern von Sublime Systems, einem Unternehmen, das Zement herstellt, ohne riesige Kohlenstoffwolken in die Atmosphäre freizusetzen. Es ist eine von vielen Ideen, die aus dem fruchtbaren Gehirn von Yet-Ming Chiang stammen, dem kreativen Genie am MIT, das für mehrere innovative Unternehmen verantwortlich ist, darunter American Superconductor Corporation, A123 Systems, Desktop Metal, Form Energy und 24M Technologies.

Die Herstellung von Portlandzement ist jedes Jahr weltweit für etwa 8 % aller Kohlenstoffemissionen verantwortlich. Dafür gibt es zwei Gründe. Zunächst muss Kalkstein in riesigen Öfen auf etwa 2700 °F erhitzt werden, um die Grundmaterialien für Zement herzustellen. Dafür ist viel Energie nötig, Energie, die normalerweise aus der Verbrennung von Methangas stammt. Zweitens wird durch die chemische Reaktion in diesen Öfen noch mehr Kohlendioxid freigesetzt.

Es ist schön und gut, eine neue Technologie zu entwickeln, die den CO2-Ausstoß senkt – die Erde braucht jede Hilfe, die sie bekommen kann – aber wenn Ihr schickes neues Produkt nicht über die richtigen Zulassungen und Zertifizierungen verfügt, wird es niemand verwenden. Um sie zu erhalten, müssen die Produkte strengen Testverfahren unterzogen werden – der erste Schritt zur Einhaltung der Bauvorschriften. Keine Tests bedeuten keine Zertifizierung, keine Code-Genehmigung und keine Marktchancen.

Im Jahr 1898 wurde die American Society for Testing and Materials gegründet. Es ist jetzt bekannt als ASTM International und verwaltet weltweit fast 13.000 Industriestandards. Bis vor Kurzem basierten die meisten Zementnormen auf dieser Rezeptur, und der Hauptbestandteil dieser Rezeptur war Portlandzement.

Vor 30 Jahren schuf ASTM einen neuen Standard namens ASTM C1157 Das ist eher leistungsbasiert als rezeptbasiert. Es legt Leistungsanforderungen für alle Parameter fest, darunter Festigkeitsentwicklung, Haltbarkeit und geringe Schrumpfung. Diese Woche gab Sublime Systems bekannt, dass sein kohlenstoffarmer, skalierbarer Drop-in-Ersatz für herkömmlichen Zement in Beton die ASTM C1157-Auszeichnung erhalten hat.

Die Einhaltung dieser Norm bedeutet, dass Sublime-Zement zur Herstellung von Beton verwendet werden kann, der die geltenden US-amerikanischen und internationalen Bauvorschriften erfüllt oder übertrifft, und eröffnet damit die Möglichkeit, gewöhnlichen Portlandzement in großem Maßstab zu ersetzen und so den CO2-Ausstoß der globalen Bauinfrastruktur massiv zu senken.

Hervorragenden kohlenstoffarmen Zement herstellen

Scharfsichtige Leser werden mehr darüber erfahren wollen, wie Sublime Systems das Kohlendioxid aus der Zementherstellung entfernt. Die Antwort ist dreifach. Erstens ist das Verfahren darauf ausgelegt, Strom aus erneuerbaren Quellen statt fossiler Brennstoffe zu nutzen. Zweitens findet der Sublime-Prozess bei Raumtemperatur statt, sodass keine extreme Erwärmung erforderlich ist. Drittens verwendet das Sublime-Verfahren anstelle von Kalkstein als Hauptbestandteil – der beim Erhitzen Kohlendioxid freisetzt – eine Vielzahl von Nicht-Karbonat-Rohstoffen.

Wer Interesse hat, tiefer in die technischen Details einzutauchen, ist herzlich eingeladen, das Unternehmen zu besuchen Technologieseite Auf seiner Website heißt es: „Wir verwenden einen elektrochemischen Prozess, der reichlich vorhandenes Nichtkarbonatgestein und jahrhundertealte Industrieabfälle, die bei ihrer Zersetzung bei Umgebungstemperatur kein CO2 freisetzen, in Zement umwandeln kann – wodurch fossile Brennstoffe vollständig überflüssig werden.“ .“

Sublime Cement wird mit einem „True-Zero“-Ansatz (im Gegensatz zum Netto-Null-Ansatz) hergestellt. Es sind keine Kompensationen oder zusätzliche Infrastruktur zur CO2-Abscheidung und -Speicherung erforderlich, um die Emissionen zu reduzieren.

„Sublime wurde gegründet, um einen schnellen, massiven und dauerhaften Einfluss auf die globalen CO2-Emissionen zu haben, und wir haben unseren Prozess so konzipiert, dass er bei jedem Schritt CO2 vermeidet, anstatt ihn zu verschmutzen und danach aufzuräumen“, sagt Leah Ellis, CEO von Sublime.

„Gleichzeitig nehmen wir unsere Verantwortung bei der Herstellung eines Produkts der nächsten Generation sehr ernst. Wir müssen einen leistungsstarken Zement herstellen, der sicher und einfach anzuwenden ist. Datengesteuerte leistungsbasierte Standards wie ASTM C1157 ermöglichen es uns, das richtige Problem zu lösen: Sicherheit und CO2-Vermeidung. Das Bestehen des ASTM C1157-Standards ist ein wichtiger Meilenstein, um zu zeigen, dass sich die kohlenstoffarme Zementinnovation von Sublime in das gleiche hochwertige Betonbaumaterial integrieren lässt, das die Bauindustrie benötigt.“

Über ASTM C1157

In einem Pressemitteilung Am 15. September 2023 sagte Sublime Systems: „Die ASTM C1157-Spezifikation ist ein leistungsbasierter Standard, eine Kategorie, die von einer Reihe von Branchen weithin übernommen wird, da sie neuartige Materialien ermöglicht, die mit minimalen Emissionen hergestellt werden können und gleichzeitig strenge und strenge Anforderungen erfüllen.“ datengesteuerte Standards für Sicherheit und Leistung.

„ASTM C1157 hat strengere Festigkeitsanforderungen als ältere hydraulische Zementnormen – ASTM C150 für Original-Portlandzement und ASTM C595 für gemischte Zemente, die beide Vorschriften und Leistungsanforderungen enthalten.“

Um die ASTM C1157-Konformitätszertifizierung zu erhalten, stellte Sublime Systems seinen Zement einem zertifizierten Dritten als Referenzlabor für Zement und Beton zur Prüfung zur Verfügung. Sublime Cement – ​​das auf der Rezeptur für römischen Zement basiert – übertraf alle Leistungsanforderungen von ASTM C1157 für den allgemeinen Gebrauch und übertraf viele OPC-Proben in Bezug auf Festigkeit und Haltbarkeit, was auf eine Verlängerung der langfristigen Lebensdauer des Endprodukts im Vergleich zur heutigen Industrie hindeutet Der Standard wird ausgezeichnet sein.

Sublime Systems führt derzeit zusätzliche Tests durch, um die Leistung seines Zements in Beton in Transportbetonlabors Dritter und in Anwendungsfällen vor Ort zu messen. Seine betriebsbereite Pilotanlage verfügt derzeit über eine geplante Kapazität von >100 Tonnen Zement pro Jahr und das Unternehmen ist dabei, seine erste kommerzielle Anlage in Betrieb zu nehmen, die voraussichtlich im Jahr 2025 in Betrieb gehen wird.

„Sublime ist auf dem besten Weg, CO2-freien Zement herzustellen, der eine bessere Leistung erbringt und weniger kostet als das, was heute aus Betonlastwagen gegossen wird“, sagte Clay Dumas, General Partner bei Lowercarbon Capital. „Jetzt ebnet die ASTM C1157-Bezeichnung den Weg für die weltweite Einführung des saubersten Zements der Welt.“

Es wird geschätzt, dass 70 % der Infrastruktur, die im Jahr 2050 zur Unterbringung der wachsenden städtischen Bevölkerung der Welt existieren wird, noch nicht gebaut ist. Um solche globalen Bauziele mit Emissionsreduktionszielen in Einklang zu bringen, ist ein kohlenstoffarmer Ansatz wie der von Sublime Systems unerlässlich, um nicht nur dieser Nachfrage gerecht zu werden, sondern auch die Leistung der aktuellen Standards zu übertreffen.

Es ist von entscheidender Bedeutung, das Vertrauen des gesamten Käufer-Ökosystems in Zement der nächsten Generation zu gewinnen, das Transportbetonlieferanten, Betonunternehmer, Architekten, Ingenieure, Generalunternehmer, Bauherren und Regierungsbehörden umfasst.

Sublime Systems befindet sich in aktiven Gesprächen mit Kunden und plant aktiv die ersten Feldbefüllungen im vierten Quartal 2023. „Die globale Bauindustrie ist sich der Bedeutung der Dekarbonisierung von Zement und Beton bewusst, muss dies jedoch mit der Verantwortung für die Durchführung großer, zufriedenstellender Infrastrukturprojekte in Einklang bringen.“ Wir müssen die aktuellen Spezifikationen einhalten und die Haltbarkeitsanforderungen einhalten“, sagte Jim Carreira, technischer Direktor bei Boston Sand and Gravel. „Die ASTM C1157-Konformität von Sublime ist ein wichtiger Schritt, um das Vertrauen der Branche in die Umstellung auf ein drastisch dekarbonisiertes Material zu stärken, das genauso funktioniert wie das Material, auf das unsere Branche derzeit angewiesen ist.“

„Umsichtige Bauherren, Planer und Bauunternehmer haben schon lange erkannt, dass leistungsorientierte Spezifikationen, die nach den Anforderungen fragen, anstatt den Lieferanten zu sagen, was sie tun sollen, zu Lösungen mit besserem Preis-Leistungs-Verhältnis führen“, sagte Don Davies, ein leitender Bauingenieur mit Projekten in 18 Länder und mehr als 50 große Metropolen.

„Mit ordnungsgemäßen Tests und Datensicherung sind wir seit langem davon überzeugt, dass ASTM C595 und die vollständig leistungsorientierten ASTM C1157-Zemente die kohlenstoffarmen Schlüssel für unsere Zukunft sind. Ich persönlich bin begeistert davon, wie diese Materialien der nächsten Generation, wie der C1157 Sublime Cement, die Emissionen im Beton schneller senken werden.“

Das wegnehmen

In einem Beitrag am MittelLaut Sublime Systems war das Unternehmen zunächst nervös, als es seinen Kunden nahelegte, die Verwendung von Zement in Betracht zu ziehen, der keinen gewöhnlichen Portlandzement enthielt. Bald stellte sich jedoch heraus, dass Unternehmen wie Boston Sand & Gravel kein Problem damit hatten, ein Produkt zu verwenden, das Leistungsstandards wie ASTM C1157 erfüllte statt auf Rezepten basierender Standards.

„Den Kunden ist die chemische Zusammensetzung des Zements, den sie kaufen und verwenden, egal“, schrieb das Unternehmen. „Wir haben von unseren Kunden noch nichts über Alit, Belit, Di- oder Tri-Kalziumsilikat sprechen hören. Stattdessen sprechen sie von psi, Wasser-Zement-Verhältnis, Setzmaß, Sulfatbeständigkeit und Alkali-Kieselsäure-Reaktion. Fragen Sie einen QA/QC-Experten für Fertigmischungen und er wird Ihnen Folgendes sagen: Ein Rezept garantiert keine Leistung.“

Es erfordert Mut, ein globales Geschäft wie Zement zu revolutionieren, aber solche technologischen Durchbrüche sind genau das, was wir brauchen, wenn wir verhindern wollen, dass die Erde zu einer Ofenkartoffel wird.

Die Reduzierung der Kohlenstoffemissionen könnte sich als fast ebenso entscheidend für die Bewohnbarkeit der Erde für Menschen erweisen wie die Elektrifizierung des Transportsektors. Es ist harte Arbeit, die erforderlichen Prüfzertifizierungen zu erhalten, aber nachdem dieser Schritt nun getan wurde, ist die Welt fast bereit dafür, dass emissionsfreier Zement seinen Weg in die gebaute Umwelt findet.