Šis straipsnis už scenų buvo pateiktas „LiveScience“ bendradarbiaujant su Nacionaliniu mokslo fondu.
Jei norite paruošti ekologišką cementą, tiesiog sumaišykite du puodelius granuliuoto sodo kalkakmenio, vieną puodelį malto granuliuoto aukštakrosnės šlako ir tris šaukštus sodos pelenų (t. Y. Natrio karbonato). Kokie rezultatai yra tvirta, tvari ir ekonomiška alternatyva paprastajam portlandcemeniui (OPC), cemento pramonės lyderiui. Drexelio universiteto Michelio Barsoumo grupės tyrėjai pastaruosius kelerius metus gamino šią iš pažiūros naują technologiją, tačiau jos ištakos siekia kur kas toliau, nei galima įsivaizduoti.
Tiesą sakant, į Didžiąsias Egipto piramides. „Barsoum“ grupė atliko tyrimus, kurie, atrodo, įrodė, kad kai kurie piramidėse esantys akmenys buvo liejami naudojant ankstyvąjį cemento pavidalą, o ne iškalti iš kalkakmenio. Jei kai kurios piramidžių statybai naudojamos medžiagos buvo liejamos ir tęsėsi 4500 metų, kodėl gi jų nenaudojant šiuolaikinėms statybinėms medžiagoms, jis susimąstė?
„OPC yra atsakinga už 5–8 procentus viso pasaulio CO ir sunaudoja milžinišką kiekį energijos“, - sako Alexas Mosesonas, kolega, šiuo metu imantis iniciatyvą pristatyti „Barsoum“ alternatyvą rinkai.
Greenstone cemento sudedamosios dalys
Skirtumas tarp „Drexel“ sukurto „Greenstone“ cemento, kaip jis vadinamas, ir paprastojo portlandcemenčio skiriasi naudojamais ingredientais ir metodais. Greenstone yra šarmuose aktyvuotas cementas (AAC), kurio gaminant nereikia šildyti. AAC veikiau remiasi perdirbtais ingredientais, kurie yra lengvai prieinami - dažniausiai pramonės atliekų produktais, kurie jau yra pašildyti. Tai apima muselinius pelenus, dūmtraukio suodžius, surinktus iš anglimis kūrenamų elektrinių, ir šlaką, kuris yra proceso, kuris geležies rūdą paverčia geležimi, šalutinis produktas.
Dėl šios priežasties Greenstone'o poveikio aplinkai profilis smarkiai skiriasi nuo OPC: jis rodo, kad sunaudojama 97 procentų mažiau energijos, o kartu ir pagamintas CO2. Be to, dėl tinkamo žaliavų pagaminimo sąnaudos padidėja nuo 75 USD už toną iki maždaug 50 USD už toną. Turėdamas numatomus anglies kreditus, „Greenstone“ gauna papildomą 5–20 USD už toną naudą.
Bet kaip jis palyginamas su OPC spektaklyje? „Mūsų rezultatai ir literatūra patvirtina, kad jis veikia taip pat gerai ar geriau nei OPC“, - sako Barsoum. Grupė iš arti mato cemento pramonės bandymus, kuriuose nustatomi stiprumo, laiko ir tūrio stabilumo etalonai.
Svarbu, sako Mosesonas: „Mes visada dirbome link cemento, kuris veikia ne tik laboratorijoje, bet ir realiame pasaulyje. Tai reiškia lentynų stabilumą, tinkamumą naudoti, kietėjimą kambario temperatūroje, lengvą transportavimą ir dar daugiau. “
Tokį realų pasaulį Mosesonas pritaikė dar būdamas „IIT Bombay“ Mumbajuje, vykdydamas disertacijos tyrimus. Jis bendradarbiavo su vietos tyrinėtojais, norėdamas sukurti AAC, kuris atitiktų Indijoje nustatytus cemento standartus, ir ištyrė, kaip „Greenstone“ produkcija gali suteikti daugiau galimybių lūšnynuose gyvenantiems žmonėms. Šiandien stambus cemento gamintojas svarsto tris produktus, pagamintus iš vietinių medžiagų, naudojant vietinius įrankius ir darbo jėgas.
Grupė perėmė „Greenstone“ ir sudarė bendrovę „Greenstone Technologies, Inc.“. Jie pradėjo skelbti mokslinius rezultatus apie savo atradimus 2009 m., O 2011 m. Lapkričio mėn. Cemento ir betono kompozitai aptarė „Drexel“ žaliojo cemento praktinį potencialą. Šiuo metu tyrėjai kalbasi su investuotojais ir galimais partneriais. Ar yra kliūčių „Drexel“ cemento pateikimui į rinką atsižvelgiant į teigiamas pranašumus dėl sumažintų išlaidų, mažesnės taršos ir geresnių eksploatacinių savybių? „Iššūkiai norint patekti į rinką apima įvairius žaliavų variantus ir laiką, reikalingą naujos medžiagos patvirtinimui“, - sako Mosesonas. „Nors mūsų tyrimai leidžia mums kompensuoti pokyčius, tai būtų naudinga, jei perdirbėjai galvotų apie šalutinius produktus kaip šalutinius produktus, o ne pelenus ir šlaką, kurie padėtų standartizuoti šias medžiagas naudoti cemente.
„Mes taip pat turime įveikti galingas rinkos jėgas. OPC yra 300 milijardų dolerių vertės pasaulinė rinka, todėl sunku įtikinti statybininkus ir pramonės įmones naudoti ką nors kita. Taip pat iššūkis yra įsitikinti žmonėmis, kad mūsų cementas tarnaus tol, kol OPC, kai jis bus naujesnis. “ Be to, jų produktas nėra patentuojamas dėl daugybės ankstesnių žinių ar ankstesnių žinių, susijusių su technologijomis, jau nuo šeštojo dešimtmečio, o tai kartais atgraso investuotojus. Nepaisant šių kliūčių, susidomėjimas jų darbu auga.
Įdomu tai, kad AAC nėra visiškai naujas. Šeštajame ir septintajame dešimtmečiuose AAC forma buvo sėkmingai naudojama kai kuriuose buvusios Sovietų Sąjungos pastatuose. Be didžiųjų Egipto piramidžių, daug įkvėpimo šiems tyrimams atnešė iš senovės Romos. „Viskas, ką statė romėnai, buvo pagaminta iš panašių ingredientų“, - sako Mosesonas. "Nors 2000 metų mes nežinosime, ar mūsiškiai turi romėnų pastatų ilgaamžiškumą, tai suteikia mums supratimą apie šių daiktų išlikimą."
Redaktoriaus pastaba: Mokslininkai, pavaizduoti straipsniuose „Užkulisiai“, palaikė Nacionalinis mokslo fondas, federalinė agentūra, kuriai pavesta finansuoti pagrindinius mokslinius tyrimus ir švietimą visose mokslo ir inžinerijos srityse. Šioje nuomonėje pateiktos nuomonės, išvados ir išvados ar rekomendacijos yra tos pačios autorės nuomonės, jos nebūtinai atspindi Nacionalinio mokslo fondo požiūrį. Žr Už scenų archyvo.
