Цемент «дышит» углекислым газом: новый взгляд на климатическую роль строительного материала

Цемент, один из самых распространённых в мире строительных материалов, оказался способен не только выделять углекислый газ (CO₂) при производстве, но и поглощать его из атмосферы в готовых зданиях и сооружениях, показало новое исследование. Это явление, давно известное химикам, впервые было количественно оценено для крупномасштабной инфраструктуры и объектов строительства.

Научная группа Массачусетского технологического института (MIT) изучила процессы взаимодействия CO₂ с цементом и бетонными конструкциями в США и Мексике. Учёные установили, что материалы, входящие в структуру бетона, активно реагируют с углекислым газом воздуха и фиксируют его в виде устойчивого минерала — карбоната кальция. Такое «дыхание» цемента происходит в течение длительного времени эксплуатации зданий и инфраструктуры.

По оценке исследователей, в Соединённых Штатах ежегодно таким образом поглощается более 6,5 миллиона тонн CO₂, что составляет почти 13% от всех выбросов, связанных с химическими процессами производства цемента в стране. В Мексике аналогичный процесс фиксирует около 5 миллионов тонн углекислого газа в год.

Механизм проявления этого эффекта связан с химией цементного вяжущего. CO₂ из атмосферы проникает через микропоры раствора и реагирует с кальциевыми соединениями, образующимися при гидратации цемента. В результате образуется карбонат кальция — тот же минерал, который делает известняк и мрамор твёрдыми и устойчивыми.

Эксперты отмечают, что хотя цементное производство по-прежнему остаётся одним из крупных источников парниковых газов в строительном секторе, сам материал способен частично компенсировать свои выбросы в процессе эксплуатации сооружений. Тем не менее этот эффект на текущем этапе едва ли способен нивелировать весь углеродный след отрасли, который связан с обжигом сырья при температуре свыше 1 400°C и использованием ископаемого топлива.

Исследование добавляет важный штрих к пониманию роли строительных материалов в глобальном углеродном цикле и может помочь в разработке более детальных моделей баланса выбросов и поглощения CO₂ в городской среде.