Bài viết Phía sau hậu trường này được cung cấp cho LiveScience hợp tác với Quỹ khoa học quốc gia.
Nếu bạn muốn nấu một số xi măng thân thiện với môi trường, chỉ cần trộn hai cốc đá vôi sân vườn dạng hạt, một chén xỉ lò cao nghiền hạt và ba muỗng tro soda (tức là natri cacbonat). Kết quả là sự thay thế mạnh mẽ, bền vững và kinh tế cho xi măng Portland thông thường (OPC), công ty dẫn đầu ngành xi măng. Các nhà nghiên cứu trong nhóm của Michel Barsoum tại Đại học Drexel đã nấu chín công nghệ dường như mới này trong nhiều năm qua, nhưng nguồn gốc của nó đi xa hơn nhiều so với những gì người ta có thể nhận ra.
Đối với Kim tự tháp vĩ đại của Ai Cập, trên thực tế. Nhóm của Barsoum đã tiến hành nghiên cứu dường như chứng minh một số viên đá trong kim tự tháp được đúc bằng một dạng xi măng ban đầu, thay vì được chạm khắc từ đá vôi. Nếu một số vật liệu được sử dụng để xây dựng các kim tự tháp thực sự được đúc, và đã tồn tại 4.500 năm, tại sao không sử dụng chúng trong vật liệu xây dựng ngày nay, ông tự hỏi?
Alex Oes chịu trách nhiệm cho 5 đến 8 phần trăm COand của thế giới tiêu thụ một lượng năng lượng khổng lồ, Alex nói, Alex Moseson, một đồng nghiệp hiện đang dẫn đầu trong việc đưa sản phẩm thay thế của Barsoum vào thị trường.
Thành phần xi măng Greenstone
Sự khác biệt giữa xi măng đá vôi Green Green đá do Drexel tạo ra, như tên gọi của nó, và xi măng Portland thông thường nằm trong các thành phần và phương pháp được sử dụng. Greenstone là một loại xi măng hoạt hóa kiềm (AAC) không cần gia nhiệt khi sản xuất. Thay vào đó, AAC dựa vào các thành phần tái chế có sẵn - chủ yếu là các sản phẩm thải công nghiệp đã được làm nóng. Chúng bao gồm tro bay, bồ hóng ống khói được thu thập từ các nhà máy nhiệt điện than và xỉ, là sản phẩm phụ của quá trình biến quặng sắt thành sắt.
Kết quả là hồ sơ tác động môi trường của Greenstone khác biệt đáng kể so với OPC, cho thấy năng lượng tiêu thụ ít hơn 97% và CO2 cũng được sản xuất. Ngoài ra, sự sẵn có của nguyên liệu thô mang lại chi phí sản xuất từ $ 75 mỗi tấn đến khoảng $ 50 mỗi tấn. Với các khoản tín dụng carbon dự đoán, Greenstone mang lại thêm lợi ích $ 5- $ 20 mỗi tấn.
Nhưng làm thế nào để nó so sánh với OPC trong hiệu suất? Kết quả của chúng tôi và các tài liệu xác nhận rằng nó hoạt động tốt hoặc tốt hơn OPC, Bars nói Barsoum. Nhóm này gần để xem các bài kiểm tra công nghiệp vượt qua xi măng đặt điểm chuẩn cho cường độ, đặt thời gian và độ ổn định thể tích.
Quan trọng là, Moseson nói, Chúng tôi luôn nỗ lực hướng tới xi măng hoạt động trong thế giới thực, không chỉ phòng thí nghiệm. Điều đó có nghĩa là sự ổn định của kệ, khả năng làm việc, bảo dưỡng ở nhiệt độ phòng, vận chuyển dễ dàng và hơn thế nữa.
Moseson đã theo đuổi ứng dụng thế giới thực như vậy khi còn ở IIT Bombay ở Mumbai, thực hiện nghiên cứu cho luận án của mình. Ông đã làm việc với các nhà nghiên cứu địa phương để phát triển AAC đáp ứng các tiêu chuẩn đặt ra ở Ấn Độ cho xi măng và điều tra cách thức sản xuất Greenstone có thể trao quyền cho những người sống trong khu ổ chuột. Ngày nay, ba sản phẩm làm từ vật liệu địa phương, sử dụng các công cụ và lao động địa phương, hiện đang được xem xét bởi một nhà sản xuất xi măng lớn ở đó.
Nhóm đã lấy Greenstone và thành lập một công ty, Greenstone Technologies, Inc. Họ bắt đầu công bố kết quả khoa học về những phát hiện của họ vào năm 2009 và một ấn phẩm tháng 11 năm 2011 trong Xi măng và bê tông composite thảo luận về tiềm năng thực tế của xi măng xanh Drexel. Các nhà nghiên cứu hiện đang nói chuyện với các nhà đầu tư và các đối tác có thể. Với tuyên bố về lợi ích của việc giảm chi phí, giảm ô nhiễm và nâng cao hiệu suất, liệu có trở ngại nào khi đưa xi măng Drexel ra thị trường? Moseson cho biết, những thách thức để đưa sản phẩm này ra thị trường bao gồm sự khác biệt giữa các nguyên liệu và thời gian cần thiết để xác nhận một loại vật liệu mới. Trong khi nghiên cứu của chúng tôi cho phép chúng tôi bù đắp cho sự thay đổi, sẽ rất hữu ích nếu các nhà chế biến nghĩ rằng tro bay và xỉ là sản phẩm phụ thay vì các sản phẩm phụ để giúp tiêu chuẩn hóa các vật liệu này để sử dụng trong xi măng.
Chúng tôi cũng phải vượt qua các lực lượng thị trường mạnh mẽ. OPC là một thị trường toàn cầu trị giá 300 tỷ đô la và các nhà xây dựng và ngành công nghiệp thuyết phục để sử dụng một cái gì đó khác là khó khăn. Thuyết phục mọi người rằng xi măng của chúng tôi sẽ tồn tại lâu như OPC khi nó mới hơn cũng là một thách thức. Ngoài ra, sản phẩm của họ không được cấp bằng sáng chế do rất nhiều nghệ thuật trước đó - hoặc kiến thức trước liên quan đến công nghệ - từ đầu những năm 1950, đôi khi gây cản trở cho các nhà đầu tư. Bất chấp những rào cản này, sự quan tâm đến công việc của họ đang tăng lên.
Thật thú vị, AAC không hoàn toàn mới. Trong những năm 1950 và 1960, một hình thức AAC đã được sử dụng thành công trong một số tòa nhà ở Liên Xô cũ. Ngoài Kim tự tháp vĩ đại của Ai Cập, phần lớn cảm hứng cho nghiên cứu này đến từ La Mã cổ đại. Tất cả mọi thứ mà người La Mã xây dựng đều được làm từ các thành phần tương tự, Moseson nói. Mặc dù chúng ta sẽ không biết 2.000 năm nếu chúng ta có tuổi thọ của các tòa nhà La Mã, nhưng nó cho chúng ta ý tưởng về sức mạnh bền bỉ của công cụ này.
Lưu ý của biên tập viên: Các nhà nghiên cứu được mô tả trong các bài viết Phía sau hậu trường đã được hỗ trợ bởi Quỹ khoa học quốc gia, cơ quan liên bang chịu trách nhiệm tài trợ cho nghiên cứu và giáo dục cơ bản trên tất cả các lĩnh vực khoa học và kỹ thuật. Bất kỳ ý kiến, phát hiện, và kết luận hoặc khuyến nghị thể hiện trong tài liệu này là của tác giả và không nhất thiết phản ánh quan điểm của Quỹ khoa học quốc gia. Xem Hậu trường Lưu trữ.
