ساخت نوعی سیمان تجدیدپذیر از زباله ها

به گزارش مجله ویراپارس، سیمان یکی از پرکاربردترین مواد روی کره زمین است که حضور غیرقابل انکار آن را در تمام شئون زندگی بشر می توان دید. اما این ماده در کنار کارآیی فوق العاده گسترده خود در زندگی ما، عوارض قابل توجهی نیز از خود بجای می گذارد. اکنون دانشمندان دانشگاه فناوری نانیانگ سنگاپور (NTU سنگاپور) روشی را برای فراوری بیوسیمان از زباله ها کشف نموده اند که می تواند جایگزین مناسبی برای سیمان سنتی باشد.

ساخت نوعی سیمان تجدیدپذیر از زباله ها

به گزارش خبرنگاران، سیمان زیستی نوعی سیمان تجدید پذیر است که از باکتری ها برای ایجاد واکنش سخت شدنی و چسبندگی استفاده می نماید. دانشمندان سنگاپوری این سیمان را از دو ماده ضایعات رایج یعنی لجن کاربید صنعتی و اوره (از ادرار پستانداران) ساخته اند. آن ها برای این کار، روشی برای تشکیل یک جامد سخت یا رسوب از برهمکنش اوره با یون های کلسیم در لجن کاربید صنعتی ابداع کردند. هنگامی که این واکنش در خاک رخ می دهد، رسوب ذرات خاک را به هم متصل می نماید و شکاف های بین آن ها را پر می نماید و در نتیجه توده فشرده ای از خاک ایجاد می گردد. این فرآیند یک بلوک بیوسیمان فراوری می نماید که قوی، بادوام و نفوذپذیری کمتری دارد.

تیم تحقیقاتی به رهبری پروفسور چو جیان، رئیس دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، در یک مقاله تحقیقاتی که در 22 فوریه 2022 در Journal of Environmental Chemical Engineering منتشر شد، نشان داد که بیوسیمان آن ها می تواند به طور بالقوه تبدیل به یک روش پایدار و ارزان برای بهبود خاک، تقویت زمین برای استفاده در ساخت و ساز یا حفاری، کنترل فرسایش سواحل به جهت استفاده از ماسه، کاهش گرد و غبار یا فرسایش بادی در بیابانها، و ساخت مخازن آب شیرین در سواحل یا در بیابان، باشد. بعلاوه می توان از آن به عنوان بیوگروت برای مهر و موم کردن شکاف های سنگ برای کنترل نشت آب و حتی برای ترمیم آثار تاریخی مانند کنده کاری های سنگی و مجسمه ها استفاده کرد.

پروفسور چو که بعلاوه مدیر مرکز راهکار های شهری دانشگاه NTU است، گفت: بیوسیمان، جایگزینی پایدار و تجدیدپذیر برای سیمان سنتی است و پتانسیل زیادی برای استفاده در پروژه های ساختمانی که احتیاج به بهرگیری از زمین دارند، دارد. فرآیند ساخت سیمان زیستی بعلاوه به انرژی کمتری احتیاج دارد و انتشار کربن کمتری را در مقایسه با روش های سنتی فراوری سیمان فراوری می نماید.

برای ساخت این نوع سیمان، دانشمندان در ابتدا، لجن کاربید را با یک اسید برای فراوری کلسیم محلول تصفیه کردند. سپس اوره به کلسیم محلول اضافه می گردد تا محلول سیمانی تشکیل گردد. سپس تیم یک کشت باکتریایی را به این محلول سیمانی اضافه می نماید. سپس باکتری های حاصل از کشت، اوره را در محلول تجزیه می نمایند تا یون های کربنات تشکیل دهند. این یون ها با یون های کلسیم محلول در فرآیندی به نام رسوب کلسیت ناشی از میکروب (MICP) واکنش می دهند. این واکنش کربنات کلسیم را تشکیل می دهد، ماده ای سخت و جامد که به طور طبیعی در گچ، سنگ آهک و مرمر یافت می گردد.

هنگامی که این واکنش در خاک یا ماسه رخ می دهد، کربنات کلسیم ایجاد شده، خاک یا ذرات ماسه را به یکدیگر پیوند می دهد تا استحکام آن ها را افزایش دهد و منافذ بین آن ها را پر می نماید تا نشت آب به وسیله مواد کاهش یابد. همین فرآیند را می توان در اتصالات سنگی نیز به کار برد که امکان تعمیر کنده کاری ها و مجسمه های سنگی را فراهم می نماید. خاک تقویت شده با بیوسیمان دارای استحکام فشاری نامحدود تا 1.7 مگا پاسکال (MPa) است که بالاتر از خاک مشابهی است که با استفاده از میزان معادل سیمان سنتی تقویت شده است.

یکی دیگر از مسائل فراوری سیمان سنتی، سوزاندن مواد خام در دما های بسیار بالا بیش از 1000 درجه سانتی گراد است، این در حالی است که بیوسیمان در دمای اتاق و بدون سوزاندن چیزی فراوری می گردد و بنابراین فرآیندی سبزتر و ارزان تر است. مزیت دیگر روش تیم NTU در فرمولاسیون بیوسیمان این است که هم محلول کشت باکتریایی و هم محلول سیمان سازی بی رنگ هستند؛ بنابراین هنگامی که روی خاک، ماسه یا سنگ اعمال می گردد، رنگ اصلی آن ها حفظ می گردد. این امر آن را برای بازسازی بنا های تاریخی و مصنوعات صخره ای قدیمی مفید می نماید.

منبع: scitechdaily

ترجمه: مصطفی جرفی -خبرنگاران

منبع: فرارو
انتشار: 27 تیر 1401 بروزرسانی: 27 تیر 1401 گردآورنده: virapars.ir شناسه مطلب: 2083

به "ساخت نوعی سیمان تجدیدپذیر از زباله ها" امتیاز دهید

امتیاز دهید:

دیدگاه های مرتبط با "ساخت نوعی سیمان تجدیدپذیر از زباله ها"

* نظرتان را در مورد این مقاله با ما درمیان بگذارید