Vulkanski pepeo uzima uÄeÅ”Äe u izgradnji savremene civilizacije, a donekle ironiÄno igra znaÄajnu ulogu i u jednoj od zastraÅ”ujuÄih pretnji. Proizvodnja cementa je veoma energetski zahtevan proces koji Äini oko pet odsto globalne emisije CO2, tako da nauÄnici stalno tragaju za efikasnijim naÄinima njegovog stvaranja. MeÄutim, sada je tim sa MIT-a otkrio da pulverizacijom vulkanskog pepela i dodavanjem u cementnu meÅ”avinu ne samo da proces postaje ekoloÅ”ki prihvatljiviji, veÄ se dobijaju i jaÄe konstrukcije.
Proizvodnja cementa je veoma energetski zahtevan proces
UkljuÄivanje ozraÄenih plastiÄnih boca i podeÅ”avanje nivoa kalcijuma su samo neki od naÄina na koji su istraživaÄi sa MIT-a ranije tražili poboljÅ”anje procesa proizvodnje cementa. Ovaj put su se usredsredili na vulkanski pepeo, za koji kažu da ima brojne prednosti kao sastojak u recepturi za proizvodnju cementa. Rasprostranjen je oko i aktivnih i neaktivnih vulkana, a trenutno nema nikakvu realnu primenu. Kada se pretvori u prah, ima pogodna prirodna svojstva da se vezuje za vodu i druge materijale za stvaranje pasta poput cementa.
āProizvodnja cementa zahteva puno energije jer se radi o visokim temperaturama i predstavlja proces koji se sastoji iz viÅ”e faza“, rekla je Stephanie Chin sa MIT-a – Department of Civil and Environmental Engineering (CEE). āOvo je glavna motivacija da pokuÅ”amo da pronaÄemo alternativu. Vulkanski pepeo se formira pod visokom toplotom i visokim pritiskom, a priroda Äini sve te hemijske reakcije za nas“.
U istraživanju potencijala ovog novog aditiva, tim koji je predvodila Chin i koautor studije Kunal Kupwade-Patil zapoÄeo je pažljiva analiziranja postojeÄih podataka o onome Å”to se naziva āutroÅ”ena energija“ razliÄitih industrijskih procesa vezanih za proizvodnju cementa. Ovo se odnosi na ukupnu energiju koja se koristi za procese kakvi su drobljenje kamena, stvaranje cementa ili betona.
KoristeÄi ove podatke, tim je izraÄunao ovu ukupnu energiju za cementnu recepturu koja sadrži razliÄite proporcije vulkanskog pepela, u rasponu od 10% do 50. Zatim su odneli u laboratoriju kako bi proizveli par uzoraka.
IstraživaÄi su otkrili da je zamena 50% tradicionalnog cementa sa vulkanskim pepelom svela Äestice na veliÄinu od 17 mikrometara i smanjila utroÅ”enu energiju dobijenog betona za 16%. Smanjivanje pepela do veliÄine Äestica od oko Å”est mikrometara znaÄajno je poveÄalo Ävrstinu, stvarajuÄi veÄu povrÅ”inu za vodu i cement kako bi se zajedno vezali.
Potom su se potrudili da primene ovo znanje u realnom svetu, istraživajuÄi naselje u Kuvajtu, koje se sastoji od 13 stambenih i 14 komercijalnih zgrada napravljenih od tradicionalnog portland cementa. Koristili su dronove koji su leteli nad objektima, sakupljali slike i merenja, a zajedno sa podacima lokalnih vlasti izraÄunavali utroÅ”enu energiju.
Na osnovu njihovog ranijeg rada, nauÄnici su tada izraÄunali kako se ova energija može promeniti, kada konstrukcije budu pravljene sa razliÄitim proporcijama vulkanskog pepela, kojim je obalno podruÄje veoma bogato. Trideset procenata je bio postavljeni optimalni iznos, za koji kažu da bi u velikoj meri smanjio utroÅ”enu energiju, ali ipak pružio potrebnu snagu.
Inženjeri mogu da podese recept, menjajuÄi koliÄinu vulkanskog pepela koji se koristi u zavisnosti od zadatka
āOno Å”to smo otkrili je da se beton može proizvoditi sa prirodnim aditivima sa željenim svojstvima i smanjenom utroÅ”enom energijom, koja može dovesti do znaÄajnih uÅ”teda energije“, rekao je Oral Buyukozturk, profesor na MIT-u – Department of Civil and Environmental Engineering (CEE). Lepota ovakvog pristupa leži u njegovoj fleksibilnosti. Inženjeri mogu da podese recept, menjajuÄi koliÄinu vulkanskog pepela koji se koristi u zavisnosti od zadatka.
āOvo možete prilagoÄavati“, objaÅ”njava Buyukozturk. āAko je u pitanju blok za saobraÄaj, na primer, nije potrebna tolika snaga kao Å”to je, na primer potrebno za viÅ”epratnicu. Shodno tome bi se te stvari proizvodile sa mnogo manje energije. To je ogromno ako razmiÅ”ljate o koliÄina betona koja se koristi Å”irom sveta. “ Istraživanje tima je objavljeno u āJournal of Cleaner Productionā.
Izvor: newatlas.com