ज्वालामुखी राख कंक्रीट बनाती है "हरियाली"

सीमेंट को राख में बदलने से ऊर्जा की खपत कम हो जाती है

ज्वालामुखी विस्फोट से राख एक जलवायु-अनुकूल निर्माण सामग्री के रूप में उपयुक्त है - अगर इसे सीमेंट के प्रतिस्थापन के रूप में कंक्रीट में जोड़ा जाता है। © USGS
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रोमनों के नुस्खा के अनुसार: ज्वालामुखी की राख को जोड़ने से कंक्रीट अधिक स्थिर और पर्यावरण के अनुकूल बन सकता है। जमीन की ज्वालामुखी चट्टान के साथ सीमेंट के कुछ हिस्सों को बदलने से ऊर्जा की आवश्यकता कम हो जाती है और निर्माण सामग्री के उत्पादन में CO2 उत्सर्जन लगभग 20 प्रतिशत तक बढ़ जाता है, शोधकर्ताओं ने निर्धारित किया है। एक और लाभ: दुनिया के कई क्षेत्रों में ज्वालामुखीय राख का भंडार प्रचुर मात्रा में है।

कंक्रीट और इसके मुख्य घटक सीमेंट मानवता के सबसे महत्वपूर्ण निर्माण सामग्री में से एक हैं। शायद ही किसी अन्य सामग्री का इतनी बार उपयोग किया जाता है। लेकिन सीमेंट में एक नकारात्मक पहलू है: चूना पत्थर को जलाने पर कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) की भारी मात्रा मुक्त होती है, इसके लिए बड़ी मात्रा में ऊर्जा की भी आवश्यकता होती है। यह अनुमान है कि वैश्विक CO2 उत्सर्जन का लगभग पांच प्रतिशत अकेले सीमेंट उत्पादन के लिए जिम्मेदार है।

इसलिए दुनिया भर के शोधकर्ता कंक्रीट को अधिक पर्यावरण के अनुकूल बनाने के तरीकों की तलाश कर रहे हैं। विशेष रूप से होनहार वैकल्पिक निर्माण सामग्री के साथ सीमेंट के कम से कम हिस्से का प्रतिस्थापन है। उदाहरण के लिए, कार्बन नैनोट्यूब का मिश्रण कंक्रीट को अधिक स्थिर बना सकता है और यहां तक ​​कि कटा हुआ प्लास्टिक कचरा भी विकल्प के रूप में आता है।

परीक्षण में रोमन नुस्खा

इसके विपरीत, मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी (एमआईटी) के कुणाल कुपवाडे-पाटिल के आसपास के शोधकर्ताओं ने रोमन से उनके विकल्प की नकल की है। पहले से ही 2, 000 साल पहले, प्राचीन मास्टर बिल्डरों ने अपने भवनों के स्थायित्व और पानी के प्रतिरोध को बढ़ाने के लिए अपने सीमेंट और कंक्रीट को ज्वालामुखीय राख के साथ मिलाया। चाहे रोमन कंक्रीट लेकिन इसके CO2 उत्सर्जन और ऊर्जा खपत के लाभों के संदर्भ में भी, पहले अज्ञात था।

कंक्रीट में सीमेंट सामग्री को इसके उत्पादन के लिए बड़ी मात्रा में ऊर्जा की आवश्यकता होती है। © यातना / सोच

यह पता लगाने के लिए, शोधकर्ताओं ने ज्वालामुखी राख के साथ विभिन्न ठोस व्यंजनों का परीक्षण किया है। उन्होंने राख को अलग-अलग महीन चूर्णों में कुचल दिया और उनके कंक्रीट में 30 से 50 प्रतिशत सीमेंट की जगह ले ली। तनाव परीक्षणों में उन्होंने बाद में निर्माण सामग्री की स्थिरता को निर्धारित किया और गणना की कि उत्पादन में कितनी ऊर्जा और सीओ 2 "लागत" है। प्रदर्शन

छोटे ऊर्जा पदचिह्न

परिणाम: रोमनों के साथ के रूप में, ज्वालामुखीय राख का कंक्रीट की स्थिरता पर सकारात्मक प्रभाव पड़ा: महीन राख को पिघलाया गया, कंक्रीट जितना मजबूत और अधिक टिकाऊ था। हालांकि, पीसने की बारीक डिग्री के साथ, उत्पादन के दौरान ऊर्जा की खपत भी बढ़ जाती है। लेकिन फिर भी, ज्वालामुखीय राख के साथ सीमेंट की जगह कंक्रीट के समग्र ऊर्जा संतुलन में सुधार होता है।

परीक्षण में, ऊर्जा का पदचिन्ह 16 प्रतिशत घट गया जब 40 प्रतिशत सीमेंट को बारीक जमीन ज्वालामुखी राख से बदल दिया गया। "सीमेंट उत्पादन में बहुत अधिक ऊर्जा की खपत होती है क्योंकि इसमें उच्च तापमान की आवश्यकता होती है और यह एक बहु-चरणीय प्रक्रिया है, " MIT के बारे में स्टेफनी चिन बताती हैं। "ज्वालामुखीय राख, हालांकि, उच्च गर्मी और उच्च दबाव में भी बनाई जाती है। प्रकृति, इसलिए बोलने के लिए, आवश्यक रासायनिक प्रतिक्रियाओं को हमसे दूर ले जाती है।"

इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप में ज्वालामुखीय राख GS USGS

फ्लैटों के पूरे ब्लॉक के साथ अच्छी तरह से काम करता है

संपूर्ण इमारतों और फ्लैटों के ब्लॉक के स्तर पर इन बचत का क्या मतलब है, शोधकर्ताओं ने कुवैत में एक पड़ोस के उदाहरण का उपयोग करके जांच की है। 13 आवासीय भवनों और 13 वाणिज्यिक भवनों के लिए, उन्होंने उपयोग की जाने वाली कंक्रीट की मात्रा निर्धारित की और इसके लिए ऊर्जा संतुलन की गणना की। मॉडल की गणना का उपयोग करते हुए, उन्होंने तब परीक्षण किया कि निर्माण सामग्री के लिए आवश्यक ऊर्जा कैसे बदल जाएगी यदि 50 प्रतिशत तक सीमेंट को ज्वालामुखी की राख से बदल दिया जाए।

परिणाम: प्रयोगशाला में निर्धारित ऊर्जा बचत को वास्तविक परिस्थितियों और पूरे भवनों और पड़ोस के आकार में भी स्थानांतरित किया जा सकता है। शोधकर्ताओं के अनुसार, 26 इमारतों के लिए लगभग 16 प्रतिशत कम ऊर्जा की आवश्यकता होती, अगर आधे से अधिक सीमेंट का उपयोग ज्वालामुखीय राख के खिलाफ किया जाता। इसके अनुसार, R recipemer नुस्खा बहुत ऊर्जा बचाता है और इस प्रकार निर्माण के दौरान CO2 उत्सर्जन करता है।

इसके अलावा, दुनिया के कई हिस्सों में प्राचीन ज्वालामुखीय राख से रॉक संरचनाएं पाई जाती हैं - दोनों ज्वालामुखी जो अभी भी सक्रिय हैं और प्राइमरी ज्वालामुखी गतिविधि के स्थान हैं। क्योंकि यह सामग्री अब तक शायद ही उपयोग की जाती है, यह प्रचुर और तुलनात्मक रूप से सस्ती होगी। (जर्नल ऑफ़ क्लिनर प्रोडक्शन, 2018; doi: 10.1016 / j.jclepro.2017.12.234)

(मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी, 12.02.2018 - एनपीओ)