Dampak lingkungan dari beton

Dipublikasikan oleh Jovita Aurelia Sugihardja

23 Februari 2024, 09.55

Sumber: Wikipedia

Dampak lingkungan dari beton, pembuatan dan penerapannya sangatlah kompleks, sebagian disebabkan oleh dampak langsung dari konstruksi dan infrastruktur serta emisi CO2; Antara 4 dan 8 persen emisi karbon dioksida dunia berasal dari beton. Banyak hal bergantung pada keadaan. Salah satu komponen penting adalah semen, yang memiliki dampak lingkungan dan sosial tersendiri dan sangat mempengaruhi kinerja beton.

 

Debu Beton

Pembongkaran menara pendingin pembangkit listrik, Athlone, Cape Town, Afrika Selatan, 2010

Pembongkaran bangunan dan bencana alam seperti gempa bumi sering kali melepaskan debu beton dalam jumlah besar ke atmosfer setempat. Debu beton merupakan sumber polusi udara berbahaya terbesar setelah Gempa Besar Hanshin.

 

Polusi Beracun dan Radioaktif

Sejumlah besar debu konstruksi terlepas dan naik dari gedung yang sedang direnovasi di Hong Kong.

Adanya bahan-bahan tertentu pada beton, termasuk bahan tambahan yang berguna dan tidak diinginkan, dapat menimbulkan gangguan kesehatan. Unsur radioaktif alam (K, U, Th dan Rn) dapat terdapat pada permukaan beton dalam konsentrasi yang berbeda-beda tergantung pada sumber bahan baku yang digunakan. Misalnya, beberapa batuan secara alami mengeluarkan radon, dan uranium dulunya umum ditemukan dalam tailing. Zat beracun juga dapat digunakan secara tidak sengaja akibat kontaminasi dari kecelakaan nuklir. Debu dari beton yang hancur atau pecah dapat menyebabkan masalah kesehatan yang serius, tergantung pada apa yang ditambahkan ke dalam beton tersebut. Namun, memasukkan bahan berbahaya ke dalam beton tidak selalu berbahaya dan justru bisa bermanfaat. Dalam beberapa kasus, masuknya senyawa tertentu seperti logam dalam proses hidrasi semen akan melumpuhkan senyawa tersebut tanpa membahayakan dan mencegah pelepasannya. 

 

Emisi karbon dioksida dan perubahan iklim

Industri semen adalah salah satu dari dua produsen karbon dioksida (CO2) terbesar, menyumbang hingga 5% emisi antropogenik gas ini di dunia, 50% dari proses kimia, dan 40% dari bahan bakar . . pembakaran. CO2 yang dihasilkan untuk produksi beton struktural (menggunakan ~14% semen) diperkirakan sebesar 410 kg/m3 (~180 kg/ton @ kepadatan 2,3 g/cm3) (dikurangi menjadi 290 kg/m3 penggantian semen dengan 30% fly abu). abu).[ Emisi CO2 dari produksi beton berbanding lurus dengan kandungan semen yang digunakan dalam campuran beton; Produksi setiap ton semen menghasilkan 900 kg emisi karbon dioksida, yang merupakan 88% emisi rata-rata campuran beton. Produksi semen meningkatkan gas rumah kaca baik dengan memproduksi karbon dioksida secara langsung dari dekomposisi termal kalsium karbonat, yang menghasilkan kapur dan karbon dioksida, dan dengan menggunakan energi, terutama dari pembakaran bahan bakar fosil.

Salah satu aspek penting dari siklus hidup beton adalah kandungan energi per satuan massanya yang sangat rendah. Hal ini terutama karena bahan yang digunakan dalam konstruksi beton, seperti agregat, pozzolan, dan air, relatif melimpah dan seringkali dapat diperoleh dari sumber lokal. Artinya, transportasi hanya menyumbang 7% energi beton, sedangkan produksi semen menyumbang 70%. Beton memiliki energi total 1,69 GJ/ton, lebih rendah per satuan massa dibandingkan kebanyakan bahan bangunan umum kecuali kayu. Namun, struktur beton seringkali memiliki massa yang besar, sehingga perbandingan ini tidak selalu relevan saat mengambil keputusan. Selanjutnya nilai tersebut hanya berdasarkan proporsi pencampuran dengan fly ash maksimal 20%. Diperkirakan penggantian semen dengan 1% fly ash dapat mengurangi konsumsi energi sebesar 0,7%. Untuk beberapa campuran yang mengandung hingga 80% fly ash, hal ini dapat berarti penghematan energi yang signifikan.

Laporan Boston Consulting Group tahun 2022 menemukan bahwa investasi pada semen yang lebih ramah lingkungan akan mengurangi lebih banyak gas rumah kaca per dolar dibandingkan investasi pada banyak teknologi ramah lingkungan lainnya, meskipun investasi pada alternatif daging nabati akan mengurangi lebih banyak gas rumah kaca secara signifikan. seperti ini.

 

Mitigasi

Perbaikan Desain

Minat untuk mengurangi emisi karbon dioksida terkait beton telah meningkat baik di kalangan akademisi maupun industri, terutama dengan adanya prospek pajak karbon di masa depan. Beberapa metode telah diusulkan untuk mengurangi emisi.

 

Produksi dan penggunaan semen

Salah satu penyebab tingginya emisi karbon dioksida adalah karena semen harus dipanaskan pada suhu yang sangat tinggi untuk membentuk scling. Penyebab utamanya adalah alit (Ca3SiO5), mineral dalam beton yang mengeras dalam beberapa jam setelah pengecoran dan oleh karena itu bertanggung jawab atas sebagian besar kekuatan awalnya. Namun dalam proses pembentukan klinker, alite juga harus dipanaskan hingga suhu 1500 °C. Beberapa penelitian menunjukkan bahwa alite dapat digantikan oleh mineral lain, seperti belite (Ca2SiO4). Belite juga merupakan mineral yang sudah digunakan dalam beton. Suhu pemanggangannya adalah 1200 °C, jauh lebih rendah dibandingkan suhu pemanggangan Alite. Selain itu, belite sebenarnya lebih kuat saat beton mengeras. Namun, dibutuhkan waktu berhari-hari atau berbulan-bulan agar selotip tersebut benar-benar kering, sehingga beton menjadi lemah dalam jangka waktu yang lebih lama. Penelitian saat ini difokuskan untuk menemukan suplemen potensial, seperti magnesium, yang dapat mempercepat proses penyembuhan. Perlu juga diingat bahwa menggiling belite memerlukan lebih banyak energi, yang dapat membuat masa pakainya serupa atau bahkan lebih lama daripada alite.

Pendekatan lain yang dilakukan adalah dengan mengganti sebagian klinker tradisional dengan bahan alternatif seperti fly ash, bottom ash, dan slag, yang semuanya merupakan produk sampingan dari industri lain yang jika tidak akan berakhir di tempat pembuangan sampah. Fly ash dan bottom ash berasal dari pembangkit listrik tenaga termal, sedangkan slag merupakan limbah dari tanur tiup pada industri besi dan baja. Bahan-bahan ini secara bertahap mendapatkan popularitas sebagai bahan tambahan, terutama karena bahan-bahan tersebut berpotensi meningkatkan kekuatan, mengurangi kepadatan dan memperpanjang daya tahan beton.

Hambatan terbesar terhadap penerapan fly ash dan terak secara lebih luas mungkin sebagian besar disebabkan oleh pembangunan dengan teknologi baru yang belum teruji dalam waktu lama. Sebelum pajak karbon diberlakukan, perusahaan enggan memperkenalkan resep campuran beton baru, meskipun hal tersebut dapat mengurangi emisi karbon dioksida. Namun, ada beberapa contoh "hijau danquot; beton dan penerapannya. Salah satu contohnya adalah perusahaan beton Ceratech, yang mulai memproduksi beton dengan 95% fly ash dan 5% bahan tambahan cair. Yang lainnya adalah Jembatan I-35W Saint Anthony Falls, yang dibangun dengan campuran beton baru yang mengandung berbagai komposisi semen portland, abu terbang, dan terak tergantung pada bentang dan sifat material jembatan. Beberapa perusahaan rintisan sedang mengembangkan dan menguji metode produksi semen alternatif. Sublime dari Somerville, Massachusetts menggunakan proses elektrokimia tanpa tungku, dan Fortera dari San Jose, California menangkap karbon dioksida dari pabrik konvensional untuk membuat semen jenis baru. Blue Planet di Los Gatos, California menangkap emisi karbon dioksida untuk membuat beton sintetis. CarbonCure Technologies dari Halifax, Nova Scotia telah menyempurnakan sistem mineralisasi karbonnya untuk ratusan pabrik beton di seluruh dunia dengan menyuntikkan karbon dioksida saat beton sedang dicampur dan menyimpannya secara permanen.

Selain itu, produksi beton memerlukan air dalam jumlah besar, dan produksi global bertanggung jawab atas hampir sepersepuluh penggunaan air industri di dunia. Jumlah ini setara dengan 1,7 persen dari total pembuangan air di dunia. Sebuah studi tahun 2018 yang diterbitkan dalam jurnal Nature Sustainability memperkirakan bahwa produksi beton akan meningkatkan tekanan terhadap sumber daya air di masa depan di wilayah yang rentan terhadap kekeringan, tulis dan kutip; Pada tahun 2050, 75% kebutuhan air untuk produksi beton kemungkinan akan terpenuhi. dari daerah. yang diperkirakan akan mengalami tekanan air dan quot;

 

Beton karbon

Karbonasi, kadang-kadang disebut karbonisasi, adalah pembentukan kalsium karbonat (CaCO3) melalui reaksi kimia yang dapat mengikat karbon dioksida bila digunakan dalam beton. Bukti terjadinya hangus terutama bergantung pada porositas dan kadar air beton. Karbonisasi pada pori-pori beton hanya terjadi pada kelembaban relatif (RH) 40-90% - jika kelembaban relatif di atas 90%, karbon dioksida tidak dapat masuk ke pori-pori beton, dan jika kelembaban relatif di bawah 40%. CO2 tidak dapat larut dalam air. 

Struktur Berpori Beton Segar dan Udara Tertahan dalam Beton

Beton dapat dikarbonisasi dengan dua metode utama: karbonasi pelapukan dan karbonasi awal.

Pelapukan karbonasi terjadi pada beton ketika senyawa kalsium bereaksi dengan karbon dioksida

Asam karbonat kemudian bereaksi dengan kalsium hidroksida membentuk kalsium karbonat dan air:

Ketika kalsium hidroksida ( Ca (OH) 2) cukup terkarbonisasi, komponen utama semen, gel kalsium silikat hidrat ( C-S-H ), dapat didekalsifikasi, mis. kalsium oksida (CaO) 

Karbonasi awal adalah penambahan karbon dioksida selama tahap awal atau pengerasan awal beton segar yang telah dicampur sebelumnya, yang dapat terjadi secara alami melalui paparan atau dapat dipercepat secara artifisial dengan meningkatkan serapan CO2 langsung. Gas karbon dioksida berubah menjadi karbonat padat dan dapat disimpan secara permanen dalam beton. Reaksi CO2 dan kalsium silikat hidrat (C-S-H) dalam semen dijelaskan dalam notasi kimia semen (CCN) pada tahun 1974.

Sebuah perusahaan Kanada telah mematenkan dan mengkomersialkan teknologi baru yang menggunakan karbonisasi sejak dini untuk menangkap karbon dioksida. Hal ini dicapai dengan menyuntikkan langsung karbon dioksida cair daur ulang dari emisi industri pihak ketiga ke dalam campuran beton basah selama proses produksi. Karbon dioksida kemudian termineralisasi secara kimia dan mengikuti gas rumah kaca di infrastruktur beton, gedung, jalan, dll.Dalam penelitian yang diterbitkan dalam Journal of Cleaner Production, penulis membuat model yang menunjukkan bahwa CO2 yang terikat meningkatkan kekuatan tekan beton dengan mengurangi emisi CO2, sehingga memungkinkan beban semen lebih rendah sebesar 4,6 persen. jejak karbon dan jumlahnya; Metode lain yang diusulkan untuk menangkap emisi adalah dengan menyerap karbon dioksida selama proses pengawetan menggunakan bahan tambahan selama pengawetan beton - khususnya dikalsium silikat dalam tahap 𝛾. Penggunaan fly ash atau pengganti lain yang sesuai secara teoritis dapat mengurangi emisi CO2 di bawah 0 kg/m3, sedangkan beton semen portland mengeluarkan emisi 400 kg/m3. Metode paling efisien untuk membuat beton ini adalah dengan menggunakan knalpot pembangkit listrik dimana suhu dan kelembapan dapat dikontrol dalam ruang terisolasi. Pada bulan Agustus 2019, semen pengurangan CO2 diumumkan untuk mengurangi jejak karbon beton pracetak sebesar 70% dan quot. Bahan dasar semen utamanya adalah wollastonit (CaSiO3{\displaystyle {\ce {CaSiO3}}}) dan rankinite (3CaO⋅2Si4 2} 4 ), selain4 biasa 2 2 } 4 , kecuali semen Portland biasa, berbahan dasar alite (3CaO⋅SiO2{\displaystyle {\ce {3CaO . SiO2}}}) dan belite (4) SiO\ {4} { O44 } {O} {4} }) gaya tampilan. SiO2}}}) dan {2CaO . SiO2}}}). Proses produksi beton rendah emisi yang dipatenkan dimulai dengan sintering fase cair ikatan partikel, juga dikenal sebagai pemadatan fase cair hidrotermal reaktif (rHLPD). Larutan air dan CO2 menembus partikel dan bereaksi dalam kondisi sekitar untuk membentuk ikatan yang membentuk semen kalsium silikat (CSC) non-hidraulik yang kaya kapur. Perbedaan antara beton Portland tradisional dan beton kalsium silikat berkarbonisasi (CSC-C) terletak pada proses pengawetan akhir larutan air-CO2 dan keluarga kalsium silikat. Menurut penelitian yang dilakukan oleh Solidia, salah satu semen dengan emisi rendah, pengaturan CSC-C merupakan reaksi sedikit eksotermik di mana silikat berkalsium rendah dalam CSC bereaksi dengan CO2 dengan adanya air membentuk kalsit (CaCO3). dan silikon dioksida (SiO2).

Meskipun metode karbonisasi awal telah dikenal karena kemampuan penyerapan karbonnya yang luar biasa, beberapa penulis berpendapat bahwa efek pengerasan karbonisasi awal mungkin akan hilang pada tahap selanjutnya. Misalnya, sebuah artikel yang diterbitkan pada tahun 2020 menyatakan "Hasil pengujian menunjukkan bahwa beton yang mengandung udara berumur awal dengan rasio w/c yang tinggi (>0,65) lebih mungkin terpengaruh oleh pelapukan". Artikel tersebut memperingatkan bahwa hal ini dapat mengurangi kekuatannya selama fase korosi selama masa pakainya.

Perusahaan Italia Italcementi telah merancang sejenis semen yang diharapkan dapat mengurangi polusi udara dengan memecah polutan yang bersentuhan dengan beton menggunakan titanium dioksida, yang menyerap radiasi ultraviolet. Namun, beberapa pakar lingkungan masih skeptis dan bertanya-tanya apakah bahan khusus tersebut dapat dimakan" polusi yang cukup untuk menjadikannya layak secara ekonomi. Gereja Jubilee di Roma dibangun dari beton jenis ini.

Aspek lain yang perlu dipertimbangkan untuk beton karbon adalah pengelupasan permukaan (pelapukan dingin) yang disebabkan oleh iklim dingin dan siklus pencairan garam dan pembekuan-pencairan. Beton yang diperkeras karbon juga menunjukkan sifat yang sangat baik ketika terkena kerusakan fisik seperti kerusakan beku-cair, terutama karena pemadatan pori-pori yang disebabkan oleh pengendapan produk karbonasi 

Mayoritas emisi CO2 beton berasal dari produksi semen. Oleh karena itu, metode untuk mengurangi kandungan semen dalam campuran beton adalah satu-satunya metode yang diketahui untuk mengurangi emisi..

 

Fotokatalisis untuk pengurangan kabut asap

Titanium dioksida (TiO2), bahan semikonduktor yang terbukti menunjukkan perilaku fotokatalitik, telah digunakan untuk menghilangkan nitrogen oksida (NOx) dari atmosfer. Spesies NOx, mis. nitrogen oksida dan nitrogen dioksida, merupakan gas atmosfer yang berkontribusi terhadap hujan asam dan kabut asap, yang keduanya diakibatkan oleh polusi perkotaan. Karena pembentukan NOx hanya terjadi pada suhu tinggi, nitrogen oksida biasanya dihasilkan sebagai produk sampingan dari pembakaran hidrokarbon. Selain berkontribusi terhadap insiden polusi perkotaan, NOx telah menyebabkan banyak dampak negatif terhadap kesehatan dan lingkungan, termasuk gangguan pernapasan, dengan bereaksi dengan bahan kimia atmosfer lainnya untuk membentuk produk berbahaya seperti radikal ozon, nitroarena, dan nitrat, serta berkontribusi terhadap efek rumah kaca. Organisasi Kesehatan Dunia (WHO) merekomendasikan konsentrasi NOx maksimum 40 μg/m3.[37] Salah satu cara yang diusulkan untuk mengurangi konsentrasi NOx, terutama di lingkungan perkotaan, adalah dengan menggunakan TiO2 fotokatalitik yang dicampur dengan beton untuk mengoksidasi NO dan NO2 membentuk nitrat. Dengan adanya cahaya, TiO2 menghasilkan elektron dan lubang yang memungkinkan NO teroksidasi menjadi NO2 dan NO2, kemudian membentuk HNO3 (asam nitrat) melalui serangan radikal hidroksil.

Jalur oksidasi nitrogen lainnya menggunakan radiasi UV untuk membentuk NO3. Sel Surya Tertanam. Sel surya peka warna yang tertanam dalam beton telah diusulkan sebagai metode untuk mengurangi jejak karbon dan energi pada bangunan. Penggunaan sel surya internal memungkinkan produksi energi di tempat, yang bersama dengan baterainya akan memastikan aliran yang berkelanjutan sepanjang hari. Lapisan atas beton akan menjadi lapisan tipis sel surya yang peka terhadap pewarna. Sel surya yang peka terhadap pewarna sangat menarik karena kemudahan produksi massal, baik dengan pencetakan gulungan atau pencelupan, dan efisiensinya yang cukup tinggi yaitu 10%. Contoh komersialisasi konsep ini adalah perusahaan Jerman Discrete, yang memproduksi produk beton yang tertanam dalam sel surya peka warna. Prosesnya menggunakan metode pelapisan semprot untuk mengaplikasikan pewarna organik penghasil listrik pada beton.

 

Penyimpanan energi

 Penyimpanan energi telah menjadi aspek penting dari banyak metode produksi energi terbarukan, khususnya metode populer seperti energi matahari atau angin, yang keduanya menghasilkan energi terputus-putus dan memerlukan penyimpanan untuk penggunaan terus-menerus. Saat ini, 96 persen pasokan energi dunia berasal dari pompa air, yang menggunakan kelebihan listrik yang dihasilkan untuk memompa air ke bendungan dan kemudian menurunkan dan memutar turbin pembangkit listrik ketika permintaan melebihi produksi. Namun, masalah dengan sistem hidrolik yang dipompa adalah pemasangannya memerlukan wilayah geografis tertentu yang sulit ditemukan. Startup asal Swiss, Energy Vault, menerapkan konsep serupa, menggunakan semen sebagai pengganti air. Mereka menciptakan fasilitas yang menggunakan derek listrik untuk menyimpan energi, dikelilingi oleh tumpukan balok beton seberat 35 ton yang dapat dihasilkan dari limbah, menggunakan kelebihan energi yang dihasilkan derek untuk mengangkat dan menumpuk balok beton. Ketika energi dibutuhkan, balok dibiarkan jatuh dan motor yang berputar akan mengirimkan energi kembali ke jaringan listrik. Kapasitas penyimpanan sistem akan menjadi 25–80 MWh.

 

Perbaikan Lainnya

 Beton mempunyai banyak perbaikan lain yang tidak berhubungan langsung dengan emisi. Baru-baru ini, banyak penelitian telah dilakukan pada beton “pintar”: beton yang menggunakan sinyal listrik dan mekanik untuk merespons perubahan kondisi pembebanan. Salah satu variasinya menggunakan penguatan serat karbon, yang menghasilkan respons listrik yang dapat digunakan untuk mengukur tegangan. Hal ini memungkinkan integritas struktural beton dipantau tanpa memasang sensor. Industri konstruksi dan pemeliharaan jalan mengkonsumsi berton-ton beton padat karbon dioksida setiap hari untuk mengamankan infrastruktur pinggir jalan dan perkotaan. Seiring bertambahnya jumlah penduduk, infrastruktur ini menjadi semakin rentan terhadap kendaraan, sehingga menciptakan siklus kerusakan dan limbah yang semakin meningkat, serta konsumsi beton untuk perbaikan yang semakin meningkat (perbaikan jalan kini dilakukan hampir setiap hari di kota-kota kita). Perkembangan signifikan dalam industri infrastruktur adalah penggunaan limbah minyak daur ulang untuk melindungi beton dari kerusakan dan menjadikan infrastruktur dinamis, mudah dirawat dan ditingkatkan tanpa mengganggu fondasi yang ada. Pembaruan sederhana ini meletakkan dasar bagi keseluruhan siklus pengembangan.Bidang penelitian beton lainnya melibatkan pembuatan beton "tanpa air" tertentu untuk digunakan dalam kolonisasi luar bumi. Dalam kebanyakan kasus, beton ini menggunakan belerang sebagai pengikat non-reaktif, yang memungkinkan struktur beton dibangun di lingkungan yang sedikit atau tidak ada air. Beton ini dalam banyak hal tidak dapat dibedakan dari beton hidrolik konvensional: beton ini memiliki kepadatan yang sama, dapat digunakan dengan tulangan logam yang ada, dan sebenarnya memperoleh kekuatan lebih cepat dibandingkan beton konvensional Penerapan ini belum dieksplorasi di Bumi, namun produksi beton . menyumbang hingga dua pertiga dari total konsumsi energi di beberapa negara berkembang, koreksi apa pun akan berarti besar

 

Perubahan penggunaan.

Beton adalah salah satu #039 dunia; dari bahan buatan tertua. Selama bertahun-tahun, pembatasan lingkungan yang signifikan telah diterapkan pada produksi dan penggunaan beton karena jejak karbonnya. Produsen menanggapi pembatasan ini dengan mengubah beton dan proses produksi serta mendaur ulang beton lama yang sudah hancur untuk digunakan sebagai agregat dalam campuran beton baru guna mengurangi emisi. Beton dimasukkan dari sumber daya alam ke dalam proses buatan manusia; bukti penggunaan beton sudah ada sejak lebih dari 8.000 tahun yang lalu. Saat ini, banyak perusahaan konstruksi dan produsen beton telah mengurangi penggunaan semen portland dalam campurannya karena banyaknya gas rumah kaca yang dilepaskan ke atmosfer selama proses produksinya..

 

Alternatif Pengganti Beton

Sebenarnya ada banyak alternatif selain beton. Salah satunya adalah beton hijau yang dihasilkan dari bahan daur ulang limbah berbagai industri, dan lainnya adalah Ashcrete, bahan yang terbuat dari campuran kapur dan air yang cara kerjanya mirip dengan semen. Terak tungku hitam juga merupakan alternatif yang kuat, terbuat dari terak besi yang dilebur dalam air dengan Mikro Silika, Papercrete, semen komposit, dan kaca konsumen.

Tergantung pada jumlah yang dibutuhkan atau digunakan dan jumlah yang dibutuhkan bersama material lain untuk stabilitas struktural suatu bangunan, banyak material lain juga memiliki dampak negatif yang signifikan terhadap lingkungan. Misalnya, meskipun penelitian dan pengembangan untuk mengurangi emisi ini terus berlanjut, baja bertanggung jawab atas sekitar 8% emisi gas rumah kaca #039 global pada tahun 2021.
 

Rumah ramah lingkungan Tecla mulai tahun 2021

Campuran tanah liat merupakan bahan bangunan alternatif selain beton dengan jejak lingkungan yang lebih kecil. Pada tahun 2021, prototipe pabrik pencetakan 3D pertama, Tecla, selesai dibangun, yang dicetak dari tanah dan air yang diproduksi secara lokal, serta serat dan bahan pengikat sekam padi. Bangunan seperti ini bisa sangat terjangkau, terisolasi dengan baik, stabil dan tahan cuaca, ramah iklim, disesuaikan, cepat diproduksi, hanya memerlukan sedikit tenaga kerja manual yang mudah dipelajari, memerlukan lebih sedikit energi, menghasilkan sedikit limbah dan mengurangi emisi karbon dioksida.

 

Limpasan permukaan

Limpasan permukaan, ketika air mengalir dari permukaan kedap air seperti beton tidak berpori, dapat menyebabkan erosi tanah yang parah dan banjir. Limpasan perkotaan biasanya mengumpulkan bensin, oli motor, logam berat, sampah, dan polutan lainnya dari trotoar, jalan raya, dan tempat parkir. Tanpa pelemahan, lapisan penutup yang kedap air di wilayah perkotaan akan membatasi infiltrasi air tanah dan menyebabkan lima kali lipat jumlah limpasan yang dihasilkan oleh hutan pada umumnya dengan ukuran yang sama. Laporan Dewan Riset Nasional AS tahun 2008 mengidentifikasi limpasan perkotaan sebagai penyebab utama masalah kualitas air.

Untuk mengatasi dampak negatif beton permeabel, banyak proyek pengerasan jalan baru mulai menggunakan beton permeabel, yang memungkinkan pengelolaan air hujan secara otomatis. Beton tembus air dibuat dengan menempatkan beton secara hati-hati dengan proporsi agregat khusus yang memungkinkan limpasan air permukaan meresap dan kembali ke air tanah. Hal ini mencegah banjir dan mendorong pembaharuan air tanah. Jika dirancang dan dilapisi dengan benar, beton permeabel dan area beraspal halus lainnya juga dapat berfungsi sebagai penyaring air otomatis, mencegah masuknya zat berbahaya tertentu seperti minyak dan bahan kimia lainnya. Sayangnya, aplikasi beton tembus air dalam skala besar masih memiliki kelemahan: kekuatannya berkurang dibandingkan dengan beton konvensional sehingga membatasi penggunaannya di area dengan beban rendah, dan harus dipasang dengan benar untuk mengurangi kerentanan terhadap kerusakan akibat beku-cair dan akumulasi sedimen.

 

Panas perkotaan 

Baik beton maupun aspal berkontribusi besar terhadap apa yang disebut efek pulau panas perkotaan. Menurut Departemen Urusan Ekonomi dan Sosial PBB, 55 persen penduduk dunia tinggal di daerah perkotaan, dan pada tahun 2050, 68 persen penduduk dunia diproyeksikan tinggal di daerah perkotaan. Dunia diproyeksikan akan menambah 230 miliar meter persegi (2,5 triliun kaki) bangunan pada tahun 2060, setara dengan luas bangunan seluruh dunia saat ini. Hal ini setara dengan menambahkan seluruh wilayah New York ke planet ini setiap 34 hari selama 40 tahun ke depan, dan quot; Akibatnya, permukaan beraspal menjadi masalah besar karena tambahan konsumsi energi dan polusi udara yang ditimbulkannya.

Potensi penghematan energi di wilayah ini juga tinggi. Secara teori, pada suhu yang lebih rendah, kebutuhan akan AC berkurang sehingga menghemat energi. Namun, penelitian mengenai interaksi antara perkerasan reflektif dan bangunan menunjukkan bahwa jika kaca reflektif tidak dipasang di bangunan terdekat, radiasi matahari yang dipantulkan dari trotoar dapat meningkatkan suhu bangunan, sehingga meningkatkan kebutuhan AC.

Selain itu, perpindahan panas dari trotoar, yang mencakup sekitar sepertiga kota pada umumnya di AS, juga dapat mempengaruhi suhu dan kualitas udara setempat. Permukaan panas menghangatkan udara perkotaan melalui konveksi, sehingga penggunaan material yang menyerap lebih sedikit energi matahari, seperti trotoar dengan albedo tinggi, dapat mengurangi aliran panas ke lingkungan perkotaan dan mengurangi UHIE. Albedo berkisar dari sekitar 0,05 hingga sekitar 0,35 untuk permukaan perkerasan yang saat ini digunakan. Selama masa pakai tertentu, material perkerasan yang dimulai dengan albedo tinggi akan kehilangan reflektifitasnya, sedangkan reflektifitas albedo-albedo dapat meningkat.

Trust for Public Space Design (Trust for Public Space Design) menemukan bahwa sedikit peningkatan nilai albedo di New York memiliki efek menguntungkan, seperti energi. penghematan dapat dicapai, aspal hitam dengan menggantinya dengan beton ringan. Namun, hal ini bisa menjadi kerugian di musim dingin, karena es lebih mudah terbentuk dan bertahan lebih lama di permukaan berwarna terang karena lebih dingin, karena sinar matahari menyerap lebih sedikit energi di musim dingin.

Aspek lain yang perlu dipertimbangkan adalah efek kenyamanan termal dan perlunya menerapkan strategi mitigasi yang tidak membahayakan kesehatan dan kesejahteraan pejalan kaki, terutama selama gelombang panas. Sebuah studi tahun 2019 yang diterbitkan dalam jurnal Building and Environment melakukan eksperimen untuk menilai interaksi antara gelombang panas dan material albedo tinggi di kota Milan, Italia utara. Menghitung "Indeks Kenyamanan Luar Ruangan Mediterania" (MOCI) dengan adanya gelombang panas, yang menggunakan material albedo tinggi di semua permukaan. Studi ini mengidentifikasi penurunan iklim mikro di mana terdapat sejumlah besar bahan kaya albedo. Penggunaan material dengan albedo tinggi ditemukan menyebabkan banyak refleksi timbal balik dan, sebagai akibatnya, peningkatan variabel mikrometeorologi seperti suhu radiasi rata-rata dan suhu udara. Secara spesifik, perubahan tersebut menyebabkan peningkatan MOCI yang dapat mencapai hingga 0,45 unit pada sore hari dan quot;

Keadaan umum kota harus menjadi faktor dalam pengambilan keputusan karena masyarakat rentan terhadap kondisi cuaca dan panas. Penggunaan material albedo tinggi di lingkungan perkotaan dapat memberikan efek positif jika dikombinasikan dengan teknologi dan strategi lain seperti vegetasi, material reflektif, dll. Tindakan pengelolaan panas perkotaan dapat meminimalkan dampak terhadap iklim mikro dan habitat manusia serta satwa liar. 

 

Tindakan Pencegahan dalam Penanganan 

Untuk informasi lebih lanjut mengenai masalah keamanan semen: Semen § Masalah keselamatan

Beton basah harus selalu ditangani dengan peralatan pelindung yang sesuai. Kontak dengan beton basah dapat menyebabkan luka bakar kimia pada kulit karena sifat korosif campuran semen-air (termasuk air hujan). PH air semen segar memang sangat basa karena adanya kalium dan natrium hidroksida bebas dalam larutan (pH ~ 13,5). Mata, tangan dan kaki harus dilindungi dengan baik untuk menghindari kontak langsung dengan beton basah dan segera dicuci bila perlu..

 

Daur ulang beton

Daur ulang beton adalah metode pembongkaran struktur beton yang semakin umum. Limbah beton masih dikirim ke tempat pembuangan sampah untuk dibuang, namun daur ulang semakin meningkat karena kesadaran lingkungan yang lebih baik, peraturan pemerintah, dan manfaat ekonomi.

Beton, tanpa sisa, kayu, kertas dan bahan lainnya, dikumpulkan dari area yang rusak dan selanjutnya dihancurkan dengan lumpur, batu bata dan batu.

Beton bertulang terdiri dari batang baja dan tulangan logam lainnya yang dapat dilepas dengan menggunakan magnet dan didaur ulang di tempat lain. Sampah agregat dipilah berdasarkan ukurannya. Bagian yang lebih besar dapat diperoleh kembali secara mekanis. Potongan kecil beton digunakan sebagai pasir untuk proyek konstruksi baru. Tingkat jalan yang paling rendah diletakkan di atas dasar kerikil, dan kemudian beton atau aspal segar diletakkan di atasnya. Meskipun beton daur ulang mentah dapat digunakan sebagai agregat kering untuk beton baru tanpa kontaminasi, penggunaan beton daur ulang membatasi kekuatannya dan tidak diizinkan di banyak yurisdiksi. Pada tanggal 3 Maret 1983, sebuah kelompok penelitian yang didanai pemerintah (VIRL Research.codep) melaporkan bahwa sekitar 17% tempat pembuangan sampah di dunia adalah hasil dari limbah beton..
 

Disadur dari:

https://en.wikipedia.org/wiki/Environmental_impact_of_concrete