Ezt a színfalak mögött írt cikket a LiveScience kapta, a Nemzeti Tudományos Alapítvánnyal együttműködésben.
Ha környezetbarát cementet szeretne főzni, akkor csak keverjen össze két csésze granulált kerti mészkövet, egy csésze őrölt granulált kohósalakot és három evőkanál szódahabot (azaz nátrium-karbonátot). Eredményei szerint az erőteljes, fenntartható és gazdaságos alternatívát jelent a szokásos portlandcementhez (OPC), amely a cement iparágvezetője. A drexeli egyetem Michel Barsoum csoportjának kutatói az utóbbi néhány évben főzték ezt a látszólag új technológiát, ám eredete sokkal távolabbi, mint amennyit bárki is láthat.
Valójában Egyiptom nagy piramisaiba. Barsoum csoportja kutatásokat végzett, amelyek bizonyították, hogy a piramisok néhány kövét cement korai formájával öntötték, nem pedig mészkőből faragták. Ha a piramisok építéséhez használt néhány anyagot valóban öntöttek és 4500 évig tartottak, miért nem használná őket a mai építőanyagokban?
"Az OPC felelős a világ szén-dioxid 5-8 százalékáért, és hatalmas mennyiségű energiát fogyaszt" - mondta Alex Moseson, egy kolléga, aki most vezető szerepet tölt be a Barsoum alternatívájának piacra dobásában.
Greenstone cement összetevők
A Drexel által létrehozott „Greenstone” cement és a közönséges portlandcement közötti különbség az alkalmazott összetevőkben és módszerekben rejlik. A Greenstone egy alkáli-aktivált cement (AAC), amelynek elkészítésekor nem szükséges melegíteni. Az AAC inkább az újrahasznosított összetevőkre támaszkodik, amelyek könnyen hozzáférhetők - főként az ipari hulladékokból, amelyeket már felmelegítettek. Ide tartoznak a pernye, a széntüzelésű erőművektől elfoglalt kémény-korom és a salak, amely egy olyan folyamat mellékterméke, amely a vasércből vassá alakul.
Ennek eredményeként a Greenstone környezeti hatásprofilja drasztikusan különbözik az OPC-től: 97% -kal kevesebb energiát fogyaszt, és szintén CO2-t termel. Ezenkívül az alapanyagok rendelkezésre állása a gyártás költségeit 75 tonna / tonna körülbelül 50 USD / tonna értékre növeli. A várható szén-dioxid-kibocsátási egységekkel a Greenstone további 5–20 USD / tonna haszonnal jár.
De hogy hasonlít az OPC-hez a teljesítményben? "Eredményeink és az irodalom megerősítik, hogy ugyanolyan jól vagy jobban teljesít, mint az OPC" - mondja Barsoum. A csoport közel látja a cement-áthaladó ipari teszteket, amelyek meghatározzák az erő, az idő és a térfogat-stabilitás referenciaértékeit.
Ami a legfontosabb, mondja Moseson: „Mindig azon a cement felé dolgoztunk, amely a valós világban is működik, nem csak a laboratóriumban. Ez azt jelenti, hogy a polcok stabilitása, megmunkálhatósága, szobahőmérsékleten történő keményedés, egyszerű szállítás és még sok minden mást jelent. ”
Moseson ilyen valós alkalmazást folytatott, miközben az IIT Bombay-ben, Mumbaiban kutatást folytatott disszertációja céljából. A helyi kutatókkal együttműködésben kidolgozott egy olyan AAC-t, amely megfelel az Indiában a cementre vonatkozó előírásoknak, és megvizsgálta, hogy a Greenstone-termelés miként képes felhatalmazni a nyomornegyedekben élőket. Ma egy helyi cementgyártó jelenleg mérlegeli három, helyi anyagokból készült, helyi eszközöket és munkát használó terméket.
A csoport átvette a Greenstone-t, és megalapította a Greenstone Technologies, Inc. társaságot. A tudományos eredményeket eredményeikről 2009-ben kezdték közzétenni, és egy 2011. novemberi publikációt kezdtek a Cement és beton kompozitok megvitatták a Drexel zöld cement gyakorlati lehetőségeit. A kutatók jelenleg a befektetőkkel és a lehetséges partnerekkel beszélnek. A csökkentett költségek, a csökkent szennyezés és a jobb teljesítmény előnyeire hivatkozva vannak-e akadályok a Drexel cement forgalomba hozatalában? "Ennek a piacra jutásának kihívásai között szerepel az alapanyagok közötti eltérés ... és egy új anyag validálásához szükséges idő" - mondja Moseson. „Noha kutatásaink lehetővé teszik a különbségek kompenzálását, az elősegítené, ha a feldolgozók a pernye és salak társtermékekként gondolnának melléktermékek helyett, és segítik ezen anyagok szabványosítását a cementben való felhasználáshoz.
„A nagy piaci erõket is le kell győznünk. Az OPC egy 300 milliárd dolláros globális piac, és az építők és iparágak meggyőzése valami más használata nehéz. Kihívás az is, hogy meggyőzzük az embereket arról, hogy cementünk mindaddig eltartja az OPC-t, amikor újabb. Ezenkívül termékeik nem szabadalmaztathatók a technika állása - vagy a technológiával kapcsolatos előzetes ismeretek miatt - már az 1950-es évek óta, ami néha elrettentő a befektetők számára. Ezen akadályok ellenére növekszik az érdeklődés munkájuk iránt.
Érdekes módon az AAC nem teljesen új. Az 1950-es és 1960-as években az AAC egy formáját sikeresen alkalmazták a volt Szovjetunió egyes épületeiben. Az egyiptomi nagy piramisok mellett a kutatás nagy részét az ókori Róma adta. "Minden, amit a rómaiak építettek, hasonló alapanyagokból készült" - mondja Moseson. "Bár 2000 év óta nem tudjuk, hogy a miénk élettartama meghaladja-e a római épületeket, ez képet ad nekünk e dolgok tartós erejéről."
Szerkesztő megjegyzés: A színfalak mögött bemutatott kutatók a Nemzeti Tudományos Alapítvány, a szövetségi hivatal, amely az alapkutatás és az oktatás finanszírozásáért felel meg a tudomány és a mérnöki tevékenység minden területén. Az ebben az anyagban kifejtett vélemények, megállapítások, következtetések vagy ajánlások a szerző véleményét, nem feltétlenül tükrözik a Nemzeti Tudományos Alapítvány véleményét. Lásd a A jelenetek mögött Archívum.
