Regenerarea materiilor prime (brute) și a produselor aflate la sfârșit de viată pentru a fi reutilizate în cimenturi/betoane

Principalul obiectiv al proiectului intitulat “ Regenerarea materiilor prime (brute) și a produselor aflate la sfârșit de viată pentru a fi reutilizate în cimenturi/betoane (RECEMENT)” este: obținerea de materiale liante alternative obținute cu cost redus, consum de energie redus și cu producție redusă de CO2 prin regenerarea materialelor aflate la sfârșitul ciclului de viață (EOL) din construcțiile urbane și din depozitele de minerale, pentru înlocuirea cimentului portland obișnuit (OPC).  Preocupările de mediu privind emisiile de CO2 provenite din producția OPC au condus la substituirea parțială a OPC cu materiale cimentoide suplimentare (SCM), cum ar fi cenușă de termocentrală, zgură de furnal și silicea ultrafină. În ciuda performanțelor lor satisfăcătoare în concret, disponibilitatea lor limitată restricționează impactul asupra economiei circulare. Găsirea de noi SCM-uri alternative cu o disponibilitate mai largă ar reduce utilizarea clincherului în producția de ciment portland. Atunci când sunt utilizate direct, materialele EOL, cum ar fi praful de marmură din cariere, nu contribuie în procesele de hidratare necesare pentru fixarea și întărirea betonului ci se limitează la o funcție de umplere (de filler). Cu toate acestea, materialele EOL re-generate pot contribui efectiv la procesele de hidratare și înlocuiesc o parte substanțială din OPC.

Obiectivele generale ale proiectului RECEMENT contribuie la Spațiul European de Cercetare (ERA) prin: (1) re-generarea de materiale EOL destinate depozitului de gunoi ca materie primă pentru producerea betonului; (2) crearea unei valori economice pentru volumele mari de materiale cu valoare anterioară zero, reducând în același timp consumul de energie, emisiile de CO2 precum și consumul materiilor prime pentru producerea cimentului; (3) avansarea materialelor de construcție durabile în Europa prin reducerea consumului de materii prime și a emisiilor de gaze cu efect de seră din fabricația de ciment, pentru a îndeplini obiectivele UE2020 din Inițiativa Europeană pentru sustenabilitate energetică; (4) educarea și formarea viitoarei generații privind reciclarea și reutilizarea materialelor EOL în industria betonului. Proiectul propus se aliniază perfect cu apelul ERA-MIN2 Subiectul 4 referitor la Reciclarea și reutilizarea produselor aflate la sfârșitul ciclului de viață (End-of-Life) prin transformarea unei economii liniare a materialelor de construcție cu volum mare într-o economie circulară mai eficientă. Mai mult, încorporăm resturi din alte industrii în această economie circulară pentru construcții, lărgind substanțial impactul economic și ecologic al proiectului. Pentru a atinge obiectivul și obiectivele generale menționate mai sus, proiectul RECEMENT propus este conceput în jurul următoarelor obiective specifice de cercetare: (1) Minerit și re-generare de SCM-urilor  reciclate pentru materiale liante: colectarea și caracterizarea proprietăților chimice și fizice ale materialelor EOL extrase din construcții, din industria ceramică și cariere care pot fi utilizate ca SCM în materiale pe bază de ciment. Stabilirea tratamentelor termice/mecanice pentru reactivarea materialelor EOL. Evaluarea calitativă a comportamentului pozzolanic (sau hidraulic) al SCM-urilor re-generate. (2) Evaluarea performanței materialelor pe bază de ciment, inclusiv SCM-uri re-generate: Analiza influenței înlocuirii OPC cu SCM-uri re-generate (până la 30% din greutate) asupra timpului de priză, funcționării, reologiei, rezistenței la compresiune, absorbției apei și compoziției chimice din materiale pe bază de ciment. (3) Durabilitatea betonului, inclusiv SCM-urilor re-generate: Evaluarea durabilității betonului în ceea ce privește atacul sulfatului, reacția de silicei cu alcaliile (ASR) și rezistența la coroziune. Determinarea relațiilor dintre sursa și mineralogia materialelor EOL, comportamentul pozzolanic al SCM re-generat și dozarea acestora în cimentul de performanța și determinarea duratei de utilizare a mortarului care conține SCM-uri re-generate. (4) Evaluarea impactului economic al SCM-urilor re-generate: Dezvoltarea unei  analize integrate a ciclului de viață (LCA), costul ciclului de viață (LCC) și analiza cost-beneficiu (CBA) pentru a înțelege impactul social, economic și de mediu al înlocuirea OPC cu SCM-uri re-generate și pentru a prevedea bariere ce pot apărea. (5) Diseminarea și exploatarea pentru impact maxim: Creșterea impactului socio-economic al RECEMENT prin elaborarea inovației către lanțul de utilizatori finali.