تولید بتن با قابلیت بالای جذب CO2

مهندسان دانشگاه ایالتی واشنگتن (WSU) روش جدیدی را برای ساخت بتن ابداع کرده اند که co2 بیشتری نسبت به انتشار آن جذب می کند.

به گزارش تکناک، بتن به دلیل استحکام بالا و هزینه کم برای تولید، یکی از رایج ترین مواد روی زمین است، اما در عین حال یکی از بزرگترین منابع انتشار دی اکسید کربن نیز هست. مهندسان دانشگاه ایالتی واشنگتن (WSU) روش جدیدی را برای ساخت بتن ابداع کرده اند که کربن بیشتری نسبت به انتشار آن جذب می کند.

فرآیند ساخت سیمان به دمای بسیار بالایی نیاز دارد و معمولاً به سوخت هم نیاز دارد که این کار منجر به تولید CO2 می شود. این موضوع می تواند تا حدی با تغییر به منابع انرژی تجدید پذیر جبران شود، اما واکنش های شیمیایی در مخلوط بتن ، مقادیر زیادی CO2 آزاد می کند و جلوگیری از این مسئله دشوار است. در مجموع، تخمین زده می شود که تولید سیمان، 8 درصد از کل انتشار دی اکسید کربن توسط انسان را شامل می شود.

به همین دلیل دانشمندان دست به کار شدند و فرمول های همیشگی را تغییر دادند تا اثر co2 موجود در بتن را با جایگزین کردن سنگ های آتشفشانی به جای سنگ آهک یا افزودن موادی مانند دی اکسید تیتانیوم، زباله های ساختمانی، جوش شیرین یا خاک رس که معمولاً در حین استخراج دور ریخته می شود، کاهش دهند. حتی تیم های تحقیقاتی دیگر سعی کردند از یک سری ریزجلبک برای رشد سنگ آهک مورد نیاز، استفاده کنند.

برای مطالعه جدید، محققان موسسه WSU روش جدیدی را که شامل استفاده از بیوچار که زغالی است که از زباله های آلی ساخته شده است، بررسی کردند. البته قبلاً هم از بیوچار در تولید سیمان استفاده شده بود، اما این بار تیم ابتدا این ماده را با استفاده از فاضلاب شستشوی بتن تصفیه کرد. این امر استحکام بیوچار را افزایش داد و منجر شد که نسبت بیشتری از افزودنی با آن مخلوط شود. اما مهمتر از همه، بیوچار توانست تا 23 درصد بیشتر از وزن خود را در دی اکسید کربن هوای اطراف، جذب کند.

تیم تحقیقاتی، سیمانی تولید کردند که حاوی 30 درصد بیوچار تصفیه‌شده بود و متوجه شدند که بتن حاصل، کربن ندارد. در واقع مشخص شد که بیوچار، دی اکسید کربن بیشتری را نسبت به تولید این ماده جذب می‌کند. بر اساس محاسبات محققان، 1 کیلوگرم  از بتن که حاوی 30 درصد بیوچار است، حدود 13 گرم CO2 را بیشتر از تولید آن، حذف می کند. ممکن است این عدد زیاد به نظر نرسد، اما با توجه به اینکه بتن معمولی معمولاً مسئول انتشار حدود 0.9 کیلوگرم CO2 به ازای هر 1 کیلوگرم ماده است، این تفاوت فاحش است.

این تیم تحقیقاتی می‌گوید که حتی اگر تفاوت‌های خیلی کمی هم در آزمایش های آن‌ها رخ دهد، این تفاوت ها سودمند هستند.

نکته مهم این است که بتن بیوچار نیز استحکام مناسبی دارد. وقتی بعد از 28 روز اندازه گیری شد، مقاومت فشاری این بتن، 27.6 مگاپاسکال (4003 psi) بود که تقریباً برابر با مقاومت فشاری بتن معمولی است.

محققان قصد دارند به بهینه سازی و افزایش مقیاس این روش ادامه دهند و آزمایش کنند که بتن بدست آمده تا چه اندازه در برابر تغییرات آب و هوایی و سایر آسیب ها مقاومت می کند.