دراسة اللغة الإنجليزية في جامعة بانجور

باحثون يستخدمون مخلفات الفحم لإنتاج خرسانة مستدامة

مرصد المستقبل 0 تعليق ارسل طباعة تبليغ حذف

أنتج باحثون في جامعة ولاية واشنطن بديلًا مستدامًا عن الخرسانة التقليدية باستخدام رماد الفحم المتطاير، وهو النفايات الناتجة عن استخدام الفحم في توليد الكهرباء.

ويعالج هذا الابتكار مشكلتين بيئيتين كبيرتين من خلال استغلال نفايات الفحم والحد من التأثيرات البيئية الناتجة عن إنتاج الخرسانة.

وطور شيانمينج شي، الأستاذ في قسم الهندسة المدنية والبيئية في جامعة ولاية واشنطن، وجانج زو، طالب الدراسات العليا، خرسانة قوية باستخدام رماد الفحم المتطاير وجعلاه مادة رابطة تساعد في الاستغناء عن الأسمنت الملوث للبيئة. ونشرا دراستهما في دورية فويل.

تقليل استهلاك الطاقة وانبعاث الغازات الدفيئة

يساهم إنتاج الخرسانة التقليدية، المصنوعة من الأسمنت والرمال والحصى، بنسبة 5% إلى 8% من انبعاثات الغازات الدفيئة على مستوى العالم. لأن إنتاج الأسمنت، الذي يمثل المكون الرئيس للخرسانة، يحتاج إلى درجات حرارة عالية وكميات ضخمة من الطاقة.

يمثل الرماد المتطاير، الذي ينتج عن احتراق رماد الفحم، مشكلةً كبيرة تواجه معالجة النفايات في الولايات المتحدة الأمريكية. إذ يدفن 50% منه في مدافن النفايات، ما يسهل تسربه إلى البيئة المحيطة.

وعلى الرغم من استخدام باحثين للرماد المتطاير في إنتاج الخرسانة سابقًا، لكنهم لم يستطيعوا الاستغناء عن وسائل التسخين التقليدية اللازمة لجعل المادة صلبة.

وقال زو «لا تحتاج طريقتنا إلى التسخين أو استخدام أي أسمنت.»

الهندسة الجزيئية

دراسة اللغة الإنجليزية في جامعة بانجور

واستخدم الباحثان مواد نانوية كي يصمما الخرسانة على المستوى الجزيئي، ما يعزز أهمية هذا البحث.

وقال شي «نحتاج إلى استخدام قدرات المواد النانوية كي نطور مجال البناء والتشييد.»

واستخدم الفريق أكسيد الجرافين، وهو مادة نانوية اكتشفت حديثًا، كي يتحكم في تفاعل الرماد المتطاير مع الماء ويحوله إلى مادة قوية مشابهة للأسمنت. ويعيد أوكسيد الجرافين ترتيب الذرات والجزيئات في محلول الرماد والمحفزات الكيميائية مثل سيليكات الصوديوم وأكسيد الكالسيوم.

وتنتج العملية سلسلة من جزيئات كالسيوم-ألومينات-سيليكات-هيدرات ذات روابط قوية بين ذراتها تكون شبكة بوليمرية غير عضوية أكثر متانة من الأسمنت.

تحافظ على المياه الجوفية وتمنع الفيضانات

صمم الفريق خرسانة الرماد المتطاير كي تكون فريدة، إذ تمر المياه عبرها كي تجدد المياه الجوفية وتمنع خطر الفيضانات.

واختبر الباحثون متانة الخرسانة في سلسلة اختبارات في حرم جامعة ولاية واشنطن تحت ظروف مختلفة من الضغط والحرارة. وما زالوا يجرون اختبارات التسريب ويجمعون البيانات باستخدام حساسات مدفونة تحت الخرسانة. ويأملون في تسويق هذه التقنية المبتكرة في النهاية.

وقال زو «بعد انتهاء الاختبارات، نسعى إلى بناء بعض الأبنية باستخدام هذه الخرسانة كي نثبت فعاليتها.»

المصدر الاصلي: مرصد المستقبل

أخبار ذات صلة

0 تعليق