Dalam sebuah laporan baru-baru ini, Reserve Bank of India mengatakan bahwa keinginan negara tersebut untuk mengurangi intensitas karbon ekonomi sebesar 45% pada tahun 2030 “memerlukan tinjauan ulang kebijakan lintas sektor, terutama di mana emisi karbon tinggi”, dan bahwa “industri semen adalah salah satunya. dari mereka”.
Mengingat bahwa lebih dari 250 juta orang diperkirakan akan ditambahkan ke populasi perkotaan India dalam dua dekade mendatang, yang akan berarti meningkatnya permintaan bahan bangunan seperti semen, sangat penting untuk menemukan solusi yang lebih berkelanjutan dan lebih sedikit karbon.
Ada pilihan untuk tidak menggunakan semen sama sekali, tetapi mengingat kekuatan dan daya tahannya, semen merupakan bahan pilihan bagi banyak orang di industri konstruksi.
Tapi semen portland biasa, yang termasuk di antara jenis yang paling umum digunakan, terdiri dari 95% klinker. Bahan baku utama pembuatan klinker biasanya adalah batugamping yang dicampur dengan bahan kedua yang mengandung lempung sebagai sumber alumino-silikat.
Secara universal, para ahli teknologi berpendapat bahwa salah satu cara utama untuk mengurangi dampak karbon bersih dari konstruksi beton adalah dengan menggunakan lebih sedikit klinker semen dalam beton.
Lebih jauh lagi, ini juga membutuhkan penggunaan bahan produk sampingan dari pertambangan, pertanian, dan industri secara bijaksana dan meminimalkan pemborosan melalui teknik konstruksi yang lebih baik.
“Konstruksi dan operasi gedung bertanggung jawab atas lebih dari 25% emisi CO2 global. Sementara CO2 operasional cukup besar, ada komponen CO2 terkandung yang cukup besar yang menyebabkan hampir 8% dari total emisi global. Produksi semen membutuhkan pembakaran batu kapur pada suhu 1.450 – 1.500 derajat Celcius, yang menghasilkan pelepasan hampir 0,8 kg setara CO2 untuk setiap kg semen yang diproduksi,” kata Prof Manu Santhanam, dekan (Konsultasi Industri dan Penelitian Bersponsor), IIT Madras, dalam percakapan dengan The Better India.
Menanggapi tantangan ini, inisiatif penelitian global yang disebut Proyek LC3, yang mencakup institusi seperti IIT Madras, IIT Delhi, TARA (Alternatif Pengembangan) New Delhi, UCLV (Universitas Pusat “Marta Abreu” dari Las Vilas) di Kuba dan EPFL ( Institut Teknologi Federal Swiss Lausanne) di Swiss, telah mencari solusi yang mungkin.
Jadi, apa solusinya?
Disebut Limestone Calcined Clay Cement (LC3), ini adalah campuran semen yang menggabungkan klinker semen Portland, tanah liat kaolinitik terkalsinasi dan batu kapur, dalam kombinasi dengan gipsum.
Namun, dalam kasus ini, jumlah klinker semen dibatasi hanya 50%, yang berarti pengurangan besar dalam emisi CO2. Bagaimanapun, produksi klinker melibatkan pembakaran batu kapur. Lebih jauh, tanah liat yang digunakan dalam LC3 biasanya merupakan bahan baku kelas non-keramik yang diekstraksi dari tambang tanah liat China termasuk lapisan penutup, sedangkan batu kapur yang digunakan dalam campuran dapat berasal dari sumber kualitas rendah yang tidak cocok untuk pembuatan semen.
Di seluruh dunia, para ahli percaya bahwa cara terbaik untuk mengurangi CO2 yang terkandung dalam semen adalah dengan mengganti semen dengan bahan tambahan.
“Dalam hal ini, semen tanah liat terkalsinasi batugamping, di mana hampir 50% dari semen biasa digantikan oleh campuran batu kapur (yang dalam bentuk tidak terbakar) dan tanah liat terkalsinasi (yang dihasilkan dengan membakar tanah liat dengan sekitar 40-60% kaolinit). , sering ditemukan sebagai limbah di tambang kaolinit, pada suhu sekitar 800 C), merupakan alternatif yang menjanjikan. Pada tingkat kekuatan beton yang sama, campuran ini mampu meningkatkan daya tahan jangka panjang beton secara signifikan dibandingkan semen portland biasa, sehingga meningkatkan masa pakai struktur,” jelas Profesor Santhanam.
Sesuai siaran pers baru-baru ini yang dikeluarkan oleh IIT-Madras, penilaian dampak keberlanjutan oleh lembaga-lembaga ini “telah jelas menunjukkan pengurangan hampir 40% emisi CO2, dan sekitar 20% energi lebih rendah untuk produksi LC3 dibandingkan dengan semen Portland biasa”.
Sementara itu, penelitian yang dilakukan di India menunjukkan bahwa beton yang diproduksi dengan semen ini memiliki karakteristik kekuatan dan daya tahan yang sangat baik.
“Dalam hal insulasi panas atau suara, LC3 bekerja mirip dengan semen biasa. Namun, daya tahan adalah kemampuan beton untuk menahan lingkungan layanan tanpa kerusakan. Di daerah pesisir, klorida dapat sangat membatasi umur struktur karena penetrasinya ke dalam struktur beton dapat menyebabkan korosi pada baja tulangan,” jelas Prof Santhanam.
Namun, dalam skenario ini, penggunaan LC3 membuat beton “kebal terhadap masuknya klorida” dan “secara signifikan mengurangi kemungkinan korosi baja”.
Ke depan, standar semen akan segera dirilis oleh Biro Standar India. Setelah diterbitkan, perusahaan dapat mengambil semen komersial. Pendanaan untuk inisiatif ini berasal dari Badan Pembangunan dan Kerjasama Swiss melalui Program Global dalam Perubahan Iklim.
“Sementara ini LC3 telah digunakan di beberapa bangunan percontohan, termasuk beberapa rumah (untuk RCC dan plester, serta untuk pelat inti berongga pracetak), perkerasan, dan bahkan elemen khusus seperti Tetrapoda yang digunakan dalam struktur pemecah gelombang,” katanya. catatan.
Di India, proyek yang paling menonjol adalah model Jhansi, India.
Dibangun pada tahun 2014, rumah “terbuat 98% dari LC3 dan menggunakan 26,6 t limbah industri (192 kg/sqm) dan menghemat 15,5 t CO2 (114 kg/sqm). Penghematan CO2 ini serupa dengan emisi 10 penumpang yang bepergian dengan pesawat dari Swiss ke Afrika Selatan,” tulis situs web tersebut.
Gedung Kantor Pembangunan dan Kerjasama Swiss (SDC) di Kedutaan Besar Swiss, New Delhi dibangun dari Blok LC3 AAC
Bukan solusi yang ditemukan dalam semalam
“Lihat, penggunaan batu kapur sebagai pengganti semen (sampai 5 – 10%) atau tanah liat yang dikalsinasi sebagai pengganti semen bukanlah hal baru. Namun, penelitian antara tahun 2005 dan 2010 yang dilakukan di EPFL di Lausanne (Swiss) bersama dengan UCLV Kuba menghasilkan pemahaman awal tentang sistem campuran tiga kali lipat dari semen, batu kapur dan tanah liat yang dikalsinasi. Pemahaman selanjutnya tentang kimia sistem ini mengarah pada pengembangan semen,” catat Prof Santhanam.
Mengikuti masuknya tim dari India (IIT Delhi, TARA dan IIT Madras), proses penelitian sangat dipercepat dan kami dapat membuat database pengetahuan yang luas di lapangan.
“IIT Madras secara khusus terlibat dalam penelitian tentang penggunaan semen dalam beton, dan sifat kekuatan dan daya tahan yang dihasilkan,” tambahnya.
Tetrapoda terbuat dari PPC LC2 untuk struktur pemecah gelombang di lokasi Pembangunan Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir Kudankulam, Kodankulam
Lebih lanjut tentang keberlanjutan?
LC3 adalah semen serba guna dan produksinya tidak memerlukan pengaturan unit lapangan hijau. “Ini dapat dengan mudah diintegrasikan ke dalam sistem produksi yang ada. Karena kebutuhan energi yang lebih rendah, juga sekitar 25% lebih murah untuk diproduksi tergantung pada ketersediaan tanah liat. Dengan dampak yang jelas terhadap lingkungan, masyarakat, dan ekonomi, LC3 siap untuk meningkatkan keberlanjutan konstruksi beton,” tulis rilis tersebut.
Menguraikan kebutuhan bahan konstruksi berkelanjutan seperti LC3, Dr Soumen Maity dari TARA New Delhi mengatakan, “Dengan beralihnya prioritas pemerintah ke energi terbarukan, ketersediaan fly ash akan terkendala. LC3 atau Limestone Calcined Clay Cement memberikan opsi yang menguntungkan dan layak secara teknis untuk mengurangi emisi karbon dalam produksi semen yang ada. Dapat dengan mudah diintegrasikan ke dalam sistem produksi yang ada sehingga mengurangi kebutuhan belanja modal yang tinggi. TARA, bersama dengan Institusi akademik, mendukung perusahaan semen untuk memulai perubahan produksi semen yang lebih berkelanjutan.”
(Diedit oleh Divya Sethu)
