BAGIKAN
Semen adalah bahan bangunan yang vital tetapi juga memberikan kontribusi yang signifikan terhadap emisi karbon dioksida global. Sabbie Miller sedang meneliti cara-cara untuk membuat semen dan beton lebih berkelanjutan. Foto oleh Reeta Asmai, UC Davis.

Produksi semen menyumbang hingga sembilan persen emisi karbon dioksida antropogenik global, menurut World Business Council for Sustainable Development. Sabbie Miller, asisten profesor di Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, UC Davis, bertujuan untuk mengubah kondisi tersebut dengan mencari cara alternatif untuk membuat semen yang ramah lingkungan atau menggantikannya sama sekali.

Orang telah menggunakan semen sebagai bahan bangunan selama ribuan tahun. Dicampur dengan air dan fragmen batuan, membentuk beton untuk bangunan, jalan raya dan jembatan.

Pembuatan semen melibatkan pemanasan batu gamping dan tanah liat hingga 1450 ° C, yang keduanya mengkonsumsi energi dan melepaskan karbon dioksida. Prosesnya juga membutuhkan air bersih dalam jumlah besar. Namun alasan mengapa semen memainkan peran besar dalam emisi karbon dioksida adalah karena banyaknya beton yang telah digunakan di seluruh dunia.

“Ini adalah refleksi dari perubahan masyarakat dan pembangunan infrastruktur lebih banyak,” kata Miller.

Miller, yang melayani di komite keberlanjutan dari American Concrete Institute, memfokuskan penelitiannya pada tiga bidang: Bahan alternatif untuk semen konvensional, cara mengganti atau mengurangi jumlah semen dalam beton, dan pendekatan rekayasa yang menargetkan strategi mitigasi yang diinginkan untuk mengurangi dampak lingkungan dari semen dan beton.

“Saya telah menemukan bahwa desain struktural dan rekayasa material jarang berhasil – jika insinyur struktural mengatakan saya membutuhkan 25 MegaPascal (standar) beton, tidak ada yang pernah mengatakan saya bisa mendesain ulang struktur sehingga saya bisa pergi dengan lebih sedikit, tetapi lebih tinggi- kekuatan beton,” katanya.

Satu studi terbaru oleh Miller dan rekannya yang diterbitkan dalam Nature Materials menjelaskan bagaimana bidang penelitian berkelanjutan berkembang; perubahan kecil dengan metode yang siap diterapkan dapat secara dramatis  mengurangi emisi gas rumah kaca di seluruh dunia sekitar 20 persen dari produksi beton, dia berpendapat. Miller juga telah mengeksplorasi dampak lingkungan yang kurang umum dianggap dalam produksi beton, seperti permintaan air, dan telah menunjukkan bahwa produksi bahan yang satu ini menghasilkan sekitar 20 persen dari konsumsi air industri global .

Ada berbagai bahan alternatif yang dapat digunakan untuk membuat semen dengan lebih sedikit konsumsi energi, atau mengganti semen dalam beton. Miller ingin tahu bagaimana alternatif ini mempengaruhi sifat struktural dan termal dari beton dan semen. Bagaimana mereka dibandingkan dengan bahan konvensional? Berapa lama akan bertahan dan apa yang terjadi ketika rusak? Bahan mentah apa yang dibutuhkan untuk memproduksinya dan apa dampak yang dihasilkan produksi terhadap lingkungan?

Untuk beberapa aplikasi, adalah mungkin untuk menggunakan lebih sedikit bahan alternatif dan masih mengurangi dampak lingkungan dengan meningkatkan kekuatan dan ketahanan keseluruhan struktur.

“Umur panjang dapat mengurangi permintaan untuk material yang terkait dengan penggantian dan pemeliharaan,” kata Miller.

Dengan tidak ada kelonggaran dalam permintaan global untuk beton, ada banyak ruang untuk mengurangi dampak pada bahan baku, penggunaan energi, permintaan air, dan emisi karbon dioksida.