Tento článok Za scénami bol poskytnutý LiveScience v spolupráci s Národnou vedeckou nadáciou.
Ak chcete uvariť nejaký ekologický cement, stačí zmiešať dva šálky granulovaného záhradného vápenca, jednu šálku mletej granulovanej vysokopecnej trosky a tri polievkové lyžice sódy (tj. Uhličitan sodný). Výsledkom je silná, udržateľná a hospodárna alternatíva k bežnému portlandskému cementu (OPC), ktorý je lídrom v odvetví cementu. Vedci skupiny Michel Barsoum na Drexel University v posledných niekoľkých rokoch varili túto zdanlivo novú technológiu, jej pôvod však siaha oveľa ďalej, ako by si človek mohol uvedomiť.
Skutočne do Veľkých pyramíd Egypta. Barsoumova skupina uskutočnila výskum, ktorý podľa všetkého dokázal, že niektoré kamene v pyramídach boli odliate pomocou skorej formy cementu, a nie vytesané z vápenca. Ak boli niektoré z materiálov použitých na výrobu pyramíd skutočne odlievané a trvali 4 500 rokov, prečo ich nepoužiť v dnešných stavebných materiáloch, premýšľal?
„Spoločnosť OPC je zodpovedná za 5 až 8 percent svetového COandu, ktorý spotrebuje obrovské množstvo energie,“ hovorí Alex Moseson, kolega, ktorý sa teraz ujal vedenia pri uvádzaní alternatívy spoločnosti Barsoum na trh.
Zložky zeleného kameňa
Rozdiel medzi cementom „Greenstone“ vytvoreným cementom a bežným portlandským cementom spočíva v použitých zložkách a metódach. Greenstone je cement aktivovaný alkáliami (AAC), ktorý pri jeho výrobe nevyžaduje zahrievanie. Skôr sa AAC spolieha na recyklované prísady, ktoré sú ľahko dostupné - väčšinou priemyselné odpady, ktoré už boli vyhrievané. Medzi ne patrí popolček, komínové sadze zachytené z uhoľných elektrární a troska, čo je vedľajší produkt procesu premeny železnej rudy na železo.
Výsledkom je, že Greenstoneov profil dopadu na životné prostredie je výrazne odlišný od OPC, čo ukazuje, že o 97 percent menej energie a vyrobenej CO2. Ľahká dostupnosť surovín navyše prináša náklady na výrobu od 75 dolárov za tonu do približne 50 dolárov za tonu. Vďaka očakávaným uhlíkovým kreditom poskytuje Greenstone dodatočnú výhodu vo výške 5 až 20 dolárov za tonu.
Ako sa však porovnáva s výkonom OPC? „Naše výsledky a literatúra potvrdzujú, že fungujú rovnako dobre alebo lepšie ako OPC,“ hovorí Barsoum. Skupina je blízko k tomu, aby si vyskúšala priemyselné testy cementu, ktoré stanovili referenčné hodnoty pevnosti, stanoveného času a objemovej stability.
Ako je dôležité, hovorí Moseson: „Vždy sme pracovali na cementu, ktorý funguje v reálnom svete, nielen v laboratóriu. To znamená stabilitu police, spracovateľnosť, vytvrdzovanie pri izbovej teplote, ľahkú prepravu a ďalšie. “
Moseson sledoval túto aplikáciu v reálnom svete na IIT Bombay v Bombaji a vykonával výskum pre svoju dizertačnú prácu. Spolupracoval s miestnymi vedcami na vývoji AAC, ktorý by spĺňal normy stanovené v Indii pre cement a skúmal, ako by produkcia Greenstone mohla posilniť postavenie ľudí žijúcich v slumoch. V súčasnosti tam hlavný výrobca cementu zvažuje tri výrobky vyrobené z miestnych materiálov, ktoré využívajú miestne nástroje a prácu.
Skupina prevzala spoločnosť Greenstone a založila spoločnosť Greenstone Technologies, Inc. Začali publikovať vedecké výsledky o svojich zisteniach v roku 2009 a publikáciu v novembri 2011 v Cementové a betónové kompozity diskutovali o praktickom potenciáli Drexelského zeleného cementu. Vedci v súčasnosti hovoria s investormi a možnými partnermi. Existujú prekážky pri uvádzaní cementu Drexel na trh s nárokom na zníženie nákladov, zníženie znečistenia a zvýšenie výkonu? „Výzvy na to, aby sa to dostalo na trh, zahŕňajú rozdiely medzi východiskovými surovinami ... a čas potrebný na validáciu nového materiálu,“ hovorí Moseson. „Aj keď nám náš výskum umožňuje kompenzovať odchýlky, pomohlo by to, keby spracovatelia mysleli, že popolček a troska sú vedľajšími produktmi namiesto vedľajších produktov, čo pomáha štandardizovať tieto materiály na použitie v cemente.
„Musíme tiež prekonať silné trhové sily. OPC je 300 miliárd dolárov na globálnom trhu a presvedčiť staviteľov a priemyselné odvetvia, aby použili niečo iné, je ťažké. Presvedčiť ľudí, že náš cement vydrží tak dlho, ako bude OPC, keď bude novší, je tiež výzvou. “ Okrem toho ich výrobok nie je patentovateľný z dôvodu veľkého množstva doterajšieho stavu techniky - alebo predchádzajúcich poznatkov týkajúcich sa technológie - už od 50. rokov minulého storočia, čo niekedy odrádza investorov. Napriek týmto prekážkam sa zvyšuje záujem o ich prácu.
Je zaujímavé, že AAC nie je úplne nový. V 50. a 60. rokoch sa v niektorých budovách bývalého Sovietskeho zväzu úspešne používala forma AAC. Popri Veľkých pyramídach v Egypte veľká časť inšpirácie pre tento výskum pochádza zo starovekého Ríma. „Všetko, čo Rimania postavili, bolo vyrobené z podobných prísad,“ hovorí Moseson. "Aj keď nebudeme vedieť 2 000 rokov, ak majú naše budovy dlhovekosť rímskych budov, dáva nám to predstavu o pretrvávajúcej sile týchto vecí."
Poznámka editora: Vedci uvedení v článkoch v zákulisí boli podporovaní Národná vedecká nadácia, federálna agentúra poverená financovaním základného výskumu a vzdelávania vo všetkých oblastiach vedy a techniky. Všetky názory, nálezy a závery alebo odporúčania vyjadrené v tomto materiáli sú názormi autora a nemusia nevyhnutne odrážať názory Národnej vedeckej nadácie. Pozri Za archívom scén.
