مقاله تحلیلی: استفاده از خاکستر زغال‌ سنگ برای تولید بتن پایدار

دانشمندان یک جایگزین پایدار برای بتن سنتی با استفاده از خاکستر که فرآورده‌ جانبی تولید برق به‌واسطه زغال‌سنگ است، تولید کردند.

به این صورت به دو شکل با مشکلات عمده زیست‌محیطی مقابله می‌شود:

استفاده از خاکستر زغال
کاهش اثر زیست‌محیطی تولید بتن به روش سنتی

طبق تحقیقات محققان دانشگاه ایالتی واشنگتن (WSU)، برای ساخت بتن مقاوم و بادوام می‌توان از خاکستر به‌عنوان چسب استفاده کرد و از این طریق سیمان آسیب‌رسان به محیط‌زیست را حذف کرد.

تولید بتن سنتی که با ترکیب کردن سیمان و ماسه و شن انجام می‌شود، سهمی 5 تا 8 درصدی در تولید گازهای گلخانه‌ای دارد.

دلیل این است که سیمان عنصر اصلی بتن بوده و نیاز به دماهای بالا و مقدار زیادی انرژی برای تولید دارد.

خاکستر ماده‌ای است که بعد از سوختن زغال باقی می‌ماند و مشکلات مدیریت پسماند زیادی هم با خود به همراه دارد. بیش از 50 درصد از خاکستر به محل‌های دفن زباله برده می‌شود.

باوجود این‌که محققان از خاکستر در بتن استفاده کرده‌اند اما هنوز نتوانسته‌اند روش‌های گرمایی شدیدی که برای ایجاد مصالح لازم است را حذف کنند.

گنگ ژو، دانشجوی کارشناسی ارشد WSU می‌گوید، روش تولید ما نیازی به گرما یا استفاده از سیمان ندارد.

شی گفت: «برای پیشرفت پایدار صنعت ساختمان باید از قابلیت‌های پایین به بالای مصالح نانو استفاده کنیم.»

گروه تحقیق از گرافن اکسید که یک مصالح نانوی تازه کشف شده است برای کنترل واکنش خاکستر با آب و تبدیل خاکستر فعال به مصالح مقاوم مشابه سیمان استفاده کرده‌اند.

گرافن اکسید چیدمان اتم‌ها و مولکول‌ها در محلول خاکستر و فعال‌سازهای شیمیایی مانند سدیم سیلیکات و کلسیم اکسید را تغییر می‌دهد.

این فرآیند یک زنجیره‌ مولکولی کلسیم- آلومینیوم- سیلیکات- هیدرات با اتم‌های دارای پیوند قوی ایجاد می‌کند که شبکه‌ پلیمری غیر آلی پایدارتر از سیمان (هیدراته) را تشکیل می‌دهد.

این تیم، بتن خاکستری را به‌گونه‌ای طراحی کردند که نفوذپذیر باشد؛ یعنی آب می‌تواند از آن عبور کرده و به آب‌های اضافه شود و احتمال سیلاب را کاهش دهد.

محققان مقاومت و رفتار مصالح را در طرح‌های آزمایشی در دانشگاه WSU تحت شرایط بار و دمای مختلف بررسی کردند.

ژو می‌گوید بعد از آزمایش‌های بیشتر دوست داریم که سازه‌هایی با این بتن بسازیم تا اثباتی برای مفاهیم بیان‌شده باشد.

منبع

نوشته شده توسط تیم مترجمین موسسه 808

اگر دوست دارید به تیم مترجمین 808 بپیوندید، با ما تماس بگیرید.