تولید “بتن سبز” از مواد بازیافتی با قابلیت جذب دی‌اکسیدکربن هوا
بتن از پرکاربردترین مصالح ساختمانی در جهان است اما تولید آن هزینه‌ی زیست محیطی زیادی در پی دارد. اکنون مهندسان ژاپنی روش جدیدی برای تولید بتن ایجاد کرده‌اند که طی آن از بازیافت پسماند بتن‌ها و ترکیب آنها با دی‌اکسید کربن، بتن جدید تولید می‌شود.
به نقل از نیواطلس، تخمین زده می‌شود که تا هشت درصد انتشار دی‌اکسید کربن جهان ناشی از تولید بتن است که بخش عمده آن از حرارت دادن به سنگ آهک برای ایجاد کلسیم که یکی از اجزای اصلی واکنش تولید بتن است، نشات می‌گیرد.
در مطالعات پیشین روش‌هایی برای کاهش یا جایگزینی این عامل اتصال(پیونده) مورد بررسی قرار گرفته است. از جمله این روش‌ها می‌توان به استفاده از دی‌اکسید کربن جذب شده در ترکیب یا افزایش توان محصول نهایی برای جذب دی‌اکسید کربن هوا اشاره کرد.
پیونده(binding agent) به مواد و ترکیباتی اطلاق می‌شود که به عنوان یک بستر مابقی اجزا شیمیایی یک مخلوط پیچیده را در بر می‌گیرد.
در این تحقیقات جدید، محققان دانشگاه توکیو فرآیندی را توسعه دادند که اثرات زیست‌محیطی بتن را از چند جهت کاهش می‌دهد.
این ماده جدید از بتن قدمی ساخته می‌شود که به طور معمول هدر می‌رود. این امر نه تنها باعث افزایش طول عمر این مواد قدیمی می‌شود بلکه فرآیند تولید آن در دمای ۷۰ درجه سانتی‌گراد صورت می‌گیرد که در برابر دمای ۱۰۰۰ درجه‌ای که طی آن سنگ آهک حرارت داده می‌شود بسیار کمتر است. مزیت دیگر این است که کربن‌دی‌اکسید مورد نیاز از دود صنعتی یا به طور مستقیم از هوا تامین می‌شود.
محققان برای آزمایش این فرآیند، بلوک‌هایی از دو پسماند ساختمانی یعنی خمیر سیمان سخت شده(HCP) یا ماسه سیلیس تولید کردند. این فرآیند با محلول بی‌کربنات کلسیم که از پودر آهک، آب دیونیزه شده و گاز دی‌اکسید کربن تشکیل شده است، آغاز می‌شود. این محلول درون قالب‌هایی که حاوی خمیر سیمان سخت شده یا ماسه سیلیس است پمپ می‌شود و سپس تا دمای ۷۰ درجه سانتی‌گراد حرارت داده می‌شود. محصول نهایی ماده‌ی جدیدی است که محققان آن را بتن کلسیم کربنات می‌نامند.
اگرچه این محصول از نظر زیست محیطی مناسب‌تر است اما استحکام بتن معمولی را ندارد. متوسط مقاومت فشاری این بلوک‌ها ۸.۶ مگاپاسکال است که بسیار از مقاومت ۲۰ تا ۴۰ مگاپاسکالی بتن‌های معمولی کمتر است. با این حال محققان می‌گویند که از این ماده می‌توان در ساختمان‌هایی با مقیاس کوچک‌تر استفاده کرد و با تحقیقات بیشتر آن را بهبود بخشید.
“تاکافومی نوگوچی”(Takafumi Noguchi)، یکی از نویسندگان این مقاله می‌گوید: پیشرفت در این حوزه هیجان‌انگیز است. اما هنوز چالش‌های زیادی وجود دارد که باید بر آنها غلبه کنیم. علاوه بر آن باید مقاومت و اندازه این بلوک‌های کربنات کلسیم را بهبود بخشیم. و اگر بتوانیم مصرف انرژی آن را بیشتر کاهش دهیم بهتر خواهد بود. با این حال، ما امیدواریم که در طول دهه‌های آینده، بتن کربنات کلسیم تبدیل به بتن مصرفی اصلی شود و راهی برای کاهش تغییرات جوی باشد.
منبع: ايسنا
در مطالعات پیشین روش‌هایی برای کاهش یا جایگزینی این عامل اتصال(پیونده) مورد بررسی قرار گرفته است. از جمله این روش‌ها می‌توان به استفاده از دی‌اکسید کربن جذب شده در ترکیب یا افزایش توان محصول نهایی برای جذب دی‌اکسید کربن هوا اشاره کرد.
پیونده(binding agent) به مواد و ترکیباتی اطلاق می‌شود که به عنوان یک بستر مابقی اجزا شیمیایی یک مخلوط پیچیده را در بر می‌گیرد.
در این تحقیقات جدید، محققان دانشگاه توکیو فرآیندی را توسعه دادند که اثرات زیست‌محیطی بتن را از چند جهت کاهش می‌دهد.
این ماده جدید از بتن قدمی ساخته می‌شود که به طور معمول هدر می‌رود. این امر نه تنها باعث افزایش طول عمر این مواد قدیمی می‌شود بلکه فرآیند تولید آن در دمای ۷۰ درجه سانتی‌گراد صورت می‌گیرد که در برابر دمای ۱۰۰۰ درجه‌ای که طی آن سنگ آهک حرارت داده می‌شود بسیار کمتر است. مزیت دیگر این است که کربن‌دی‌اکسید مورد نیاز از دود صنعتی یا به طور مستقیم از هوا تامین می‌شود.
محققان برای آزمایش این فرآیند، بلوک‌هایی از دو پسماند ساختمانی یعنی خمیر سیمان سخت شده(HCP) یا ماسه سیلیس تولید کردند. این فرآیند با محلول بی‌کربنات کلسیم که از پودر آهک، آب دیونیزه شده و گاز دی‌اکسید کربن تشکیل شده است، آغاز می‌شود. این محلول درون قالب‌هایی که حاوی خمیر سیمان سخت شده یا ماسه سیلیس است پمپ می‌شود و سپس تا دمای ۷۰ درجه سانتی‌گراد حرارت داده می‌شود. محصول نهایی ماده‌ی جدیدی است که محققان آن را بتن کلسیم کربنات می‌نامند.
اگرچه این محصول از نظر زیست محیطی مناسب‌تر است اما استحکام بتن معمولی را ندارد. متوسط مقاومت فشاری این بلوک‌ها ۸.۶ مگاپاسکال است که بسیار از مقاومت ۲۰ تا ۴۰ مگاپاسکالی بتن‌های معمولی کمتر است. با این حال محققان می‌گویند که از این ماده می‌توان در ساختمان‌هایی با مقیاس کوچک‌تر استفاده کرد و با تحقیقات بیشتر آن را بهبود بخشید.
“تاکافومی نوگوچی”(Takafumi Noguchi)، یکی از نویسندگان این مقاله می‌گوید: پیشرفت در این حوزه هیجان‌انگیز است. اما هنوز چالش‌های زیادی وجود دارد که باید بر آنها غلبه کنیم. علاوه بر آن باید مقاومت و اندازه این بلوک‌های کربنات کلسیم را بهبود بخشیم. و اگر بتوانیم مصرف انرژی آن را بیشتر کاهش دهیم بهتر خواهد بود. با این حال، ما امیدواریم که در طول دهه‌های آینده، بتن کربنات کلسیم تبدیل به بتن مصرفی اصلی شود و راهی برای کاهش تغییرات جوی باشد.
منبع: ايسنا