منوی جدید تولید سیمان دانشمندان دانشگاه ام‌آی‌تی می‌تواند انتشارات کربن را نصف کند.

به گزارش سرویس علمی خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا)، یکی از مواد پرکاربرد برای ساخت‌وساز، بتن است و تولید این ماده نقش مهمی در انتشارات کربن دارد. مواد کلسیم‌محور در دماهای بالا برای تولید سیمان (یکی از مواد تشکیل‌دهنده بتن) حرارت داده می‌شوند و این فرآیند، دی‌اکسید‌کربن تولید می‌کند.

هم‌اکنون دانشمندان دانشگاه ام‌آی‌تی با تغییردادن جزئی کمیت‌های به‌ کاررفته در تولید بتن، شیوه‌ جدیدی را برای مخلوط‌ کردن این ماده ارائه داده‌اند که میزان انتشارات دی‌اکسیدکربن را به بیش از نصف کاهش می‌دهد.

بتن معمولا با مخلوط‌ کردن ماسه، آب، شن و سیمان تولید می‌شود. برای تولید سیمان، مواد غنی از کلسیم مانند آهک به همراه خاک رس و در دماهای 1500 درجه سانتی‌گراد حرارت داده می‌شوند. انرژی لازم برای حرارت‌دادن این مخلوط به همراه واکنش‌های شیمیایی حاصل، گاز دی‌اکسیدکربن تولید می‌کنند و به گفته محققان، چنین فرآیندی مسئول پنج تا 10 درصد کل انتشارات گاز گلخانه‌یی صنعتی است.

با بررسی مواد تشکیل‌دهنده بتن، تیم دانشگاه ام‌آی‌تی به رهبری «رولاند پلنک» دریافت کاهش‌دادن نسبت کلسیم به خاک رس غنی از سیلیکات به طور قابل‌توجهی خروجی دی‌اکسید‌کربن را کاهش داد.

در حالت معمول، نسبت کلسیم به سیلیکات بین 1.2 تا 2.2 در نوسان بوده، در حالی که نسبت استاندارد برای تولید بتن 1.7 است. با تولید پایگاه داده‌ای که مواد تشکیل‌دهنده شیمیایی را در نسبت‌های مختلف مقایسه می‌کرد، محققان دریافتند نسبت 1.5 برای تولید این مخلوط بهینه است.

به گفته این دانشمندان، این تغییر جزئی در سطوح کلسیم می‌تواند میزان انتشارات کربن را تا 60 درصد کاهش دهد.

افزون بر این، با نسبت تغییر‌یافته، مشخص شد مخلوط بتن جدید مقاومت بالاتری در مقابل شکستگی دارد و دانشمندان مدعی‌اند این موضوع به دلیل تبدیل ساختار مولکولی آن از یک ساختار بلوری کاملا منظم به ساختار شیشه‌ای نامنظم است. پلنک نسبت 1.5 را «نسبت جادویی» می‌خواند و با این نسبت، مخلوط سیمان دارای مقاومت مکانیکی دو برابر در مقابل شکستگی‌ها نسبت به سیمان معمولی است.

در این مطالعه، تحلیل مخلوط سیمان در سطح مولکولی انجام شد و این بدین‌ معناست که تیم علمی باید تحقیقات بیشتری را برای اعمال آن به کاربردهای مهندسی انجام دهد. به ادعای پلنک، فرمول جدید می‌تواند در صنایع نفت و گاز نیز به کار رود در حالی که سیمان مقاوم به ویژه برای جلوگیری از نشت کارآمد خواهد بود.

جزئیات این مطالعه در مجله Nature Communications منتشر شد.

انتهای پیام