Sahnelerin Arkasındaki bu makale LiveScience'a Ulusal Bilim Vakfı ile ortak olarak sunulmuştur.
Çevre dostu bir çimento pişirmek istiyorsanız, sadece iki fincan granül bahçe kireçtaşını, bir fincan öğütülmüş granül yüksek fırın cürufunu ve üç yemek kaşığı soda külü (yani sodyum karbonat) karıştırın. Sonuç olarak çimento sektöründe lider olan sıradan Portland çimentosuna (OPC) güçlü, sürdürülebilir ve ekonomik bir alternatiftir. Michel Barsoum'un Drexel Üniversitesi grubundaki araştırmacılar, son birkaç yıldır bu yeni görünen teknolojiyi pişiriyorlar, ancak kökenleri anlayabileceğinden çok daha ileri gidiyor.
Aslında Mısır'ın Büyük Piramitlerine. Barsoum'un grubu, piramitlerdeki bazı taşların kireç taşından oyulmak yerine erken bir çimento kullanılarak döküldüğünü kanıtlayan araştırmalar yapmıştı. Piramitleri inşa etmek için kullanılan malzemelerin bazıları gerçekten dökülmüş ve 4.500 yıl sürmüşse, neden bugünün yapı malzemelerinde kullanılmasın diye merak etti?
“OPC dünyadaki COand'ın yüzde 5 ila 8'inden sorumlu, muazzam miktarda enerji tüketiyor” diyor Barsoum'un pazara alternatifi konusunda lider olan bir meslektaşı olan Alex Moseson.
Greenstone çimento bileşenleri
Drexel tarafından oluşturulan “Greenstone” çimentosu olarak adlandırılan ve sıradan Portland çimentosu arasındaki fark, kullanılan içerik ve yöntemlerde yatmaktadır. Greenstone, yapıldığında ısıtma gerektirmeyen alkali aktif bir çimentodur (AAC). Bunun yerine, AAC, halihazırda mevcut olan geri dönüştürülmüş bileşenlere dayanır - çoğunlukla ısıtılmış sanayi atık ürünleri. Bunlar arasında uçucu kül, kömürle çalışan elektrik santrallerinden yakalanan baca kurumu ve demir cevherini demire dönüştüren sürecin bir yan ürünü olan cüruf bulunur.
Sonuç olarak, Greenstone'un çevresel etki profili OPC'lerden önemli ölçüde farklıdır, yüzde 97 daha az enerji tüketilir ve ayrıca CO2 üretilir. Ek olarak, hammaddelerin hazır bulunabilirliği, üretim maliyetini ton başına 75 $ 'dan ton başına yaklaşık 50 $' a getiriyor. Öngörülen karbon kredileriyle Greenstone, ton başına 5-5 $ ilave kazanç sağlıyor.
Ancak performanstaki OPC ile nasıl karşılaştırılır? Barsoum, “Sonuçlarımız ve literatür, OPC'den daha iyi veya daha iyi performans gösterdiğini doğruladı” diyor. Grup, mukavemet, sabit zaman ve hacimsel kararlılık için ölçütler belirleyen çimento geçiş endüstrisi testlerini görmeye yakındır.
En önemlisi, Moseson, “Biz sadece laboratuarda değil, gerçek dünyada çalışan çimentoya doğru çalıştık. Bu, raf kararlılığı, işlenebilirlik, oda sıcaklığında kürleşme, kolay taşıma ve daha fazlası anlamına geliyor. ”
Moseson bu gerçek dünya uygulamasını Mumbai'deki IIT Bombay'da iken tezi için araştırmalar yürüttü. Hindistan'da çimento için belirlenen standartları karşılayan bir AAC geliştirmek için yerel araştırmacılarla çalıştı ve Greenstone üretiminin gecekondularda yaşayan insanları nasıl güçlendirebileceğini araştırdı. Bugün, yerel aletler ve işçilik kullanılarak yerel malzemelerden yapılmış üç ürün şu anda büyük bir çimento üreticisi tarafından dikkate alınmaktadır.
Grup Greenstone'u aldı ve bir şirket kurdu, Greenstone Technologies, Inc. 2009'da bulguları hakkında bilimsel sonuçlar ve Kasım 2011'de Çimento ve Beton Kompozitler Drexel yeşil çimentonun pratik potansiyelini tartıştı. Araştırmacılar şu anda yatırımcılar ve olası ortaklarla konuşuyorlar. Düşük maliyet, düşük kirlilik ve gelişmiş performansın faydaları iddiasıyla, Drexel çimentosunu piyasaya sürmenin önünde engeller var mı? “Bunu piyasaya sürmenin zorlukları arasında hammaddeler arasındaki farklılıklar… ve yeni bir materyalin onaylanması için geçen süre var” diyor Moseson. “Araştırmamız varyasyonu telafi etmemize izin verirken, işlemcilerin çimentoda kullanılmak üzere bu malzemeleri standartlaştırmaya yardımcı olmak için uçucu kül ve cürufu yan ürünler olarak düşünmeleri yardımcı olacaktır.
“Ayrıca güçlü pazar güçlerinin üstesinden gelmek zorundayız. OPC 300 milyar dolarlık küresel bir pazardır ve inşaatçıları ve endüstrileri başka bir şey kullanmaya ikna etmek zordur. İnsanları, çimentomızın daha yeni olduğu zaman OPC kadar dayanacağına ikna etmek de bir meydan okuma. ” Buna ek olarak, 1950'lerden bu yana, bazen yatırımcılara caydırıcı olan çok sayıda önceki teknik (ya da teknolojiyle ilgili ön bilgi) nedeniyle ürünleri patentlenemez. Bu engellere rağmen, çalışmalarına ilgi artıyor.
İlginçtir, AAC tamamen yeni değil. 1950'lerde ve 1960'larda eski Sovyetler Birliği'ndeki bazı binalarda bir tür AAC başarıyla kullanıldı. Mısır'ın Büyük Piramitlerine ek olarak, bu araştırma için ilhamın çoğu eski Roma'dan geldi. “Romalıların inşa ettiği her şey benzer malzemelerden yapılmıştı” diyor Moseson. “2.000 yıldır Roma binalarının uzun ömürlü olup olmadığını bilmesek de, bize bu şeylerin kalma gücü hakkında bir fikir veriyor.”
Editörün Notu: Sahne Arkası makalelerinde tasvir edilen araştırmacılar, Ulusal Bilim Vakfıfederal ajans, bilim ve mühendisliğin tüm alanlarında temel araştırma ve eğitimi finanse etmekle görevli. Bu materyalde ifade edilen herhangi bir görüş, bulgu ve sonuç ya da öneri yazarın görüşüdür ve Ulusal Bilim Vakfı'nın görüşlerini yansıtmayabilir. Bkz. Sahne Arkası Arşivi.
