الأسمنت صديق البيئة أقوى من الأسمنت العادي
توضح الأبحاث الجديدة في معهد «نيلز بور» أن الأسمنت المصنوع من الرماد الناتج عن حرق نفايات إنتاج السكر أقوى من الأسمنت العادي، وتوضح الأبحاث أنّ الرماد يساعد على ربط الماء مع الأسمنت لذلك يكون أقوى، ويتحمل الضغط المرتفع ويتفتت بصورة أقل، وفي نفس الوقت يوفر الطاقة ويقلل التلوث الناتج عن إنتاج الأسمنت. [نُشرت هذه النتائج في المجلة العلمية /font]«التقارير العلمية»].
يتكون الأسمنت من الحجر الجيري والطين حيث يتم مزجهم معًا وتسخينهم على درجات حرارة مرتفعة في فرن الأسمنت، وبعد ذلك يُسحق الخليط، وعندما يُخلط الماء مع مسحوق الأسمنت تحدث عملية كيميائية تؤدي إلى تصلّب هذا الخليط، و يُستخدم كمادة بناء في جميع أنحاء العالم.
في بعض الدول حيث ينمو قصب السكر، يُضاف ناتج النفايات الزراعية من إنتاج السكر إلى خليط الأسمنت لسنوات عديدة، فعند استخراج السكر من قصب السكر، ينتج عنه نفايات ليفية كثيرة والتي تُستخدم كوقود لتوليد الطاقة، وينتج من توليد الطاقة الكثير من الرماد الذي يجب التخلص منه، وفي بعض الدول (مثل كوبا والبرازيل) يُضاف الرماد إلى خليط الأسمنت.
يوضّح «هليويسا بوردالو» (الذّي يقوم بعمل أبحاث في الفيزياء النانوية في معهد «نيلز بور» في جامعة كوبنهاغن) قائلا: "لقد درست الأسمنت باستخدام التبعثر النتروني شبه المرن لعدة سنوات، وسألني باحثون برازيليون عمّا إذا كنت أرغب في تحليل عيّنات من الأسمنت المخلوط مع نفايات إنتاج على هيئة رماد قصب السكر، وقرّرت الموافقة على المشرع الذي يهدف إلى التحقق من الخصائص على مقياس النانو ورسم خريطة لحركة المياه في الاسمنت، حيث ترتبط جودة وقوة الأسمنت ارتباطًا مباشرًا بكمية المياه المرتبطة كيميائيًا، وكلما ازدادت حركة المياه، كلما قلت القوة والمتانة".
التبعثر النتروني الكاشف للماء:
تم إرسال مجموعة من عينات الأسمنت من البرازيل إلى «هليويسا بوردالو»، تحتوي هذه العينات على كميات مختلفة من الرماد المُحصّل عليه من إنتاج قصب السّكر، حيث فُحصت ديناميتها الداخلية (حدث هذا في مؤسسة «إيزيس» في الولايات المتحدة)، ووُضِعت العينات في أداة حيث تم قصفهم بالنيترونات.
يشرح «يوهان جاكوبسن» (الذّي أجرى التجارب كجزء من أطروحته لبرنامج الدراسات العليا في الفيزياء في معهد «نيلز بور») قائلا: "يمكننا أن نرى كيف يتحرك الماء داخل العينة باستخدام تبعثر النيوترونات، حيث يتم تصوير النيوترونات في العينة، وعندما تصطدم النيوترونات بذرات الهيدروجين في الماء يحدث التفاعل، وتتبعثر النيوترونات، وتلتقطها الكاشفات. نكرر هذا لعدة ساعات، ومن خلال تحليل البيانات يمكننا تحديد كيفية تحرك الماء داخل العينة وتحديد بيئتها المحلية أيضًا".
أوضحت التجارب أن الأسمنت المخلوط مع رماد بنسبة 20% تقريبًا له خصائص جيدة، حيث يرتبط الماء الموجود في مسام الأسمنت مع الرماد ويتحرك بشكل أقل، وهذا يفسّر سبب أن سماد الرماد أقوى حيث يتحمل الضغط المرتفع ويتفتت بصورة أقل.
قوة أسمنت الرماد صديق البيئة:
يستغرق الأسمنت عادة أسبوعًا لكي يتصلّب، وبعد شهر واحد تتم 70% من عملية التصلّب، ولكنها تستمر لعدة سنوات. الأسمنت العادي غالبًا ما يكون أقوى خلال الأشهر القليلة الأولى من أسمنت الرماد، ولكن بعد عام يصبح أسمنت الرماد أقوى من الأسمنت العادي، إذ يُستخدم الأسمنت المخلوط بالرماد لسنوات عديدة، ولكن على المستوى المحلي فقط، والآن يمكن أن يكون له قوة كبيرة.
يوضح «هليويسا بوردالو» قائلا: " تُعد صناعة الأسمنت من الصناعات الضخمة، وعند تبنّي فكرة جديدة يجب أن يتوفر دليل على أنها فكرة ناجحة، والآن درسنا الأسمنت المخلوط بالرماد باستخدام التبعثر النتروني شبه المرن، وأوضحنا ما يحدث ولماذا هو أقوى. يستهلك إنتاج الأسمنت الكثير من الطاقة ويبعث كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون، لأنه يتطلب تسخينه في درجات حرارة مرتفعة جدًا. يمثل إنتاج الأسمنت 5% من إجمالي انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في العالم. إذا تم استبدال 20% من الأسمنت بالرماد، فهذا يُقلل كلاً من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون والمواد الخام، حيث تستخدم المواد الخام أقل بنسبة 20% من خلال الاستفادة من نفايات الإنتاج مثل الرماد".
يتكون الأسمنت من الحجر الجيري والطين حيث يتم مزجهم معًا وتسخينهم على درجات حرارة مرتفعة في فرن الأسمنت، وبعد ذلك يُسحق الخليط، وعندما يُخلط الماء مع مسحوق الأسمنت تحدث عملية كيميائية تؤدي إلى تصلّب هذا الخليط، و يُستخدم كمادة بناء في جميع أنحاء العالم.
في بعض الدول حيث ينمو قصب السكر، يُضاف ناتج النفايات الزراعية من إنتاج السكر إلى خليط الأسمنت لسنوات عديدة، فعند استخراج السكر من قصب السكر، ينتج عنه نفايات ليفية كثيرة والتي تُستخدم كوقود لتوليد الطاقة، وينتج من توليد الطاقة الكثير من الرماد الذي يجب التخلص منه، وفي بعض الدول (مثل كوبا والبرازيل) يُضاف الرماد إلى خليط الأسمنت.
يوضّح «هليويسا بوردالو» (الذّي يقوم بعمل أبحاث في الفيزياء النانوية في معهد «نيلز بور» في جامعة كوبنهاغن) قائلا: "لقد درست الأسمنت باستخدام التبعثر النتروني شبه المرن لعدة سنوات، وسألني باحثون برازيليون عمّا إذا كنت أرغب في تحليل عيّنات من الأسمنت المخلوط مع نفايات إنتاج على هيئة رماد قصب السكر، وقرّرت الموافقة على المشرع الذي يهدف إلى التحقق من الخصائص على مقياس النانو ورسم خريطة لحركة المياه في الاسمنت، حيث ترتبط جودة وقوة الأسمنت ارتباطًا مباشرًا بكمية المياه المرتبطة كيميائيًا، وكلما ازدادت حركة المياه، كلما قلت القوة والمتانة".
التبعثر النتروني الكاشف للماء:
تم إرسال مجموعة من عينات الأسمنت من البرازيل إلى «هليويسا بوردالو»، تحتوي هذه العينات على كميات مختلفة من الرماد المُحصّل عليه من إنتاج قصب السّكر، حيث فُحصت ديناميتها الداخلية (حدث هذا في مؤسسة «إيزيس» في الولايات المتحدة)، ووُضِعت العينات في أداة حيث تم قصفهم بالنيترونات.
يشرح «يوهان جاكوبسن» (الذّي أجرى التجارب كجزء من أطروحته لبرنامج الدراسات العليا في الفيزياء في معهد «نيلز بور») قائلا: "يمكننا أن نرى كيف يتحرك الماء داخل العينة باستخدام تبعثر النيوترونات، حيث يتم تصوير النيوترونات في العينة، وعندما تصطدم النيوترونات بذرات الهيدروجين في الماء يحدث التفاعل، وتتبعثر النيوترونات، وتلتقطها الكاشفات. نكرر هذا لعدة ساعات، ومن خلال تحليل البيانات يمكننا تحديد كيفية تحرك الماء داخل العينة وتحديد بيئتها المحلية أيضًا".
أوضحت التجارب أن الأسمنت المخلوط مع رماد بنسبة 20% تقريبًا له خصائص جيدة، حيث يرتبط الماء الموجود في مسام الأسمنت مع الرماد ويتحرك بشكل أقل، وهذا يفسّر سبب أن سماد الرماد أقوى حيث يتحمل الضغط المرتفع ويتفتت بصورة أقل.
قوة أسمنت الرماد صديق البيئة:
يستغرق الأسمنت عادة أسبوعًا لكي يتصلّب، وبعد شهر واحد تتم 70% من عملية التصلّب، ولكنها تستمر لعدة سنوات. الأسمنت العادي غالبًا ما يكون أقوى خلال الأشهر القليلة الأولى من أسمنت الرماد، ولكن بعد عام يصبح أسمنت الرماد أقوى من الأسمنت العادي، إذ يُستخدم الأسمنت المخلوط بالرماد لسنوات عديدة، ولكن على المستوى المحلي فقط، والآن يمكن أن يكون له قوة كبيرة.
يوضح «هليويسا بوردالو» قائلا: " تُعد صناعة الأسمنت من الصناعات الضخمة، وعند تبنّي فكرة جديدة يجب أن يتوفر دليل على أنها فكرة ناجحة، والآن درسنا الأسمنت المخلوط بالرماد باستخدام التبعثر النتروني شبه المرن، وأوضحنا ما يحدث ولماذا هو أقوى. يستهلك إنتاج الأسمنت الكثير من الطاقة ويبعث كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون، لأنه يتطلب تسخينه في درجات حرارة مرتفعة جدًا. يمثل إنتاج الأسمنت 5% من إجمالي انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في العالم. إذا تم استبدال 20% من الأسمنت بالرماد، فهذا يُقلل كلاً من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون والمواد الخام، حيث تستخدم المواد الخام أقل بنسبة 20% من خلال الاستفادة من نفايات الإنتاج مثل الرماد".
الرابط مصدر المقال
