Тази статия зад сцената беше предоставена на LiveScience в партньорство с Националната научна фондация.
Ако искате да приготвите екологично чист цимент, просто смесете две чаши гранулиран градински варовик, една чаша смляна гранулирана доменна шлака и три супени лъжици сода (т.е. натриев карбонат). Резултатът е силна, устойчива и икономична алтернатива на обикновения портланд цимент (OPC), лидер в областта на циментовата промишленост. Изследователи от групата на Мишел Барсум в университета Дрексел готвят тази на пръв поглед нова технология през последните няколко години, но нейният произход се връща много по-далеч, отколкото може да се осъзнае.
Към Великите пирамиди на Египет, всъщност. Групата на Барсум проведе проучвания, които сякаш доказаха, че някои от камъните в пирамидите са хвърлени с помощта на ранна форма на цимент, а не издялани от варовик. Ако някои от материалите, използвани за изграждането на пирамидите, наистина са били отливани и са продължили 4500 години, защо да не ги използваме в съвременните строителни материали, помисли той?
„OPC е отговорен за 5 до 8 процента от световната CO и консумира огромно количество енергия“, казва Алекс Мозесън, колега, който сега е водещ при представянето на алтернативата на Barsoum на пазара.
Greenstone циментови съставки
Разликата между създадения от Drexel „Greenstone” цимент, както се нарича, и обикновения портланд цимент се крие в използваните съставки и методи. Greenstone е алкално активиран цимент (AAC), който не изисква нагряване, когато е направен. По-скоро AAC разчита на рециклирани съставки, които са лесно достъпни - предимно отпадъчни продукти от промишлеността, които вече са били нагрети. Те включват летяща пепел, коминната сажди, улавена от въглищните централи и шлаката, която е страничен продукт от процеса, който превръща желязна руда в желязо.
В резултат профилът на Greenstone за въздействие върху околната среда е драстично различен от този на OPC, като показва 97 процента по-малко консумирана енергия и също така произведен CO2. Освен това, готовата наличност на суровини довежда разходите за производство от 75 долара на тон до приблизително 50 долара на тон. С очакваните въглеродни кредити Greenstone дава допълнителни $ 5- $ 20 на тон полза.
Но как се сравнява с OPC в изпълнение? „Нашите резултати и литературата потвърждават, че се представя по-добре или по-добре от OPC“, казва Барсум. Групата е близо до наблюдението на тестовете за циментово преминаване, които определят показатели за здравина, зададено време и обемна стабилност.
Както е важно, казва Мозесън, „Ние винаги сме работили за цимент, който работи в реалния свят, а не само в лабораторията. Това означава стабилност на рафтовете, обработваемост, втвърдяване на стайна температура, лесен транспорт и други. “
Мосейсън следва такова приложение в реалния свят, докато е в IIT Бомбай в Мумбай, провеждайки изследвания за дисертацията си. Той работи с местни изследователи, за да разработи AAC, който отговаря на стандартите, определени в Индия за цимент, и проучва как производството на Greenstone може да даде възможност на хората, живеещи в бедните квартали. Днес три продукта, изработени от местни материали, използващи местни инструменти и труд, понастоящем се разглеждат от голям производител на цимент там.
Групата пое Greenstone и създаде компания, Greenstone Technologies, Inc. Те започнаха да публикуват научни резултати за своите открития през 2009 г. и публикация от ноември 2011 г. в Циментови и бетонови композити обсъдиха практическия потенциал на зеления цимент на Drexel. В момента изследователите разговарят с инвеститори и възможни партньори. С претенцията за ползи от намалени разходи, намалено замърсяване и подобрена ефективност има ли пречки за пускането на цимента на Drexel? „Предизвикателствата за пускането на пазара на пазара включват разликата между суровините и времето, необходимо за утвърждаване на нов материал“, казва Мозесън. „Докато нашите изследвания ни позволяват да компенсираме вариациите, би било полезно, ако преработвателите мислят за летяща пепел и шлака като съпътстващи продукти, вместо за странични продукти, за да помогнат за стандартизирането на тези материали за използване в цимента.
„Трябва също да преодолеем мощните пазарни сили. OPC е глобален пазар на стойност 300 милиарда долара и да се убедят строителите и индустриите да използват нещо друго е трудно. Убеждаването на хората, че нашият цимент ще издържи толкова дълго, колкото OPC, когато е по-нов, също е предизвикателство. “ Освен това, техният продукт не подлежи на патентоване поради голяма част от предшестващото състояние на техниката или предишни познания, свързани с технологията - още от 50-те години на миналия век, което понякога е възпиращо за инвеститорите. Въпреки тези препятствия, интересът към тяхната работа се увеличава.
Интересното е, че AAC не е съвсем нов. През 50-те и 60-те години на миналия век форма на AAC успешно се използва в някои сгради в бившия Съветски съюз. Освен Големите пирамиди на Египет, голяма част от вдъхновението за това изследване идва от древен Рим. „Всичко, което римляните са изградили, е направено от подобни съставки“, казва Мозесън. „Въпреки че няма да знаем за 2000 години дали нашите имат дълголетието на римските сгради, това ни дава представа за оставащи сили на тези неща.“
Бележка на редактора: Изследователите, изобразени в статиите зад кулисите, са били подкрепени от Национална научна фондация, федералната агенция, натоварена с финансирането на основни изследвания и образование във всички области на науката и техниката. Всички мнения, констатации и заключения или препоръки, изразени в този материал, са на автора и не отразяват непременно възгледите на Националната научна фондация. Вижте Зад архива на сцените.
