نزدیک به 200 نیروی دریایی فلوریدا از آب زدن در آبهای کم عمق و دلفین فیلمبرداری کردند

گفتگو

بتن قابل انعطاف و سایر مخلوط های سیمان تزریق شده با CO2 می تواند انتشار جهانی را به طرز چشمگیری کاهش دهد

بتن خمشی که در دانشگاه میشیگان ایجاد شده است ، ساختارهای نازک تری را فراهم می کند که نیاز کمتری به تقویت فولاد دارند. جوزف خو / دانشکده مهندسی دانشگاه میشیگان یکی از عوامل بزرگ ایجاد تغییرات آب و هوایی درست زیر پای شماست و تبدیل آن می تواند یک راه حل قدرتمند برای دفع گازهای گلخانه ای از جو باشد. تولید سیمان ، عنصر اتصال دهنده در بتن ، 7 درصد از کل انتشار دی اکسید کربن در جهان را در سال 2018 به خود اختصاص داده است. بتن یکی از منابع بسیار مورد استفاده در کره زمین است ، با تخمین 26 میلیارد تن سالانه در سراسر جهان. انتظار نمی رود که این تولید حداقل برای دو دهه دیگر کند شود. با توجه به مقیاس صنعت و انتشار گازهای گلخانه ای آن ، فناوری هایی که می توانند بتن را دوباره اختراع کنند می توانند تأثیرات زیادی بر تغییرات آب و هوایی داشته باشند. ما به عنوان مهندسانی که در زمینه زیرساخت ها و ساخت و سازها کار می کنند ، در حال طراحی نسل بعدی فناوری بتن هستیم که می تواند اثر کربن زیرساخت را کاهش دهد و دوام آن را افزایش دهد. این شامل بتن تزریق شده با CO2 است که گاز گلخانه را قفل می کند و می تواند قوی تر و حتی قابل خم شدن باشد. این صنعت برای تغییرات چشمگیر آماده است ، به ویژه با پیشنهاد دولت بایدن برای سرمایه گذاری کلان در پروژه های زیرساختی و کاهش همزمان انتشار گازهای گلخانه ای ایالات متحده. با این حال ، برای قرار دادن CO2 در بتن در مقیاس وسیع به روشی که باعث کاهش شدید انتشار می شود ، تمام انتشارات مربوط به آن باید در نظر گرفته شود. بازنگری بتن بتن از مواد دانه ای – در درجه اول سنگ و ماسه – همراه با سیمان و آب تشکیل شده است. از آنجا که حدود 80٪ اثر کربن بتن از سیمان حاصل می شود ، محققان در تلاشند مواد جایگزین را پیدا کنند. اکنون محصولات فرعی صنعتی مانند سرباره آهن و خاکستر بادی زغال سنگ به طور مکرر برای کاهش میزان سیمان مورد نیاز استفاده می شود. بتن حاصل از این تغییر می تواند میزان انتشار کمتری داشته باشد. چسب های جایگزین ، مانند خاک رس کلسینه شده با سنگ آهک ، نیز می توانند استفاده از سیمان را کاهش دهند. یک مطالعه نشان داد که استفاده از سنگ آهک و خاک رس کلسینه می تواند باعث کاهش انتشار حداقل 20٪ و در عین حال کاهش هزینه های تولید شود. محققان و شرکت ها جدا از توسعه سیمان های مخلوط ، روی روش های استفاده از CO2 گرفته شده به عنوان ماده ای در خود بتن تمرکز کرده و آن را قفل کرده و از ورود آن به جو جلوگیری می کنند. CO2 را می توان به صورت سنگدانه اضافه کرد – یا در هنگام اختلاط تزریق کرد. پس از ریخته گری بتن ، می توان از پخت کربناسیون ، که به آن پخت CO2 نیز می گویند ، استفاده کرد. این فرایندها CO2 را از یک گاز به یک ماده معدنی تبدیل می کنند و کربنات های جامدی ایجاد می کنند که ممکن است مقاومت بتن را نیز بهبود بخشد. این بدان معناست که سازه ها ممکن است به سیمان کمتری نیاز داشته باشند و میزان انتشار مربوطه را کاهش دهند. شرکت هایی مانند CarbonCure و Solidia فناوری هایی را برای استفاده از این فرآیندها برای بتن ریخته شده در محل های ساخت و ساز و بتن های پیش ساخته مانند بلوک های سنگین و سایر مصالح ساختمانی تولید کرده اند. دی اکسید کربن می تواند درصد قابل توجهی از جرم بتن را تشکیل دهد. Lucca Henrion / دانشگاه میشیگان ، CC BY-ND ساختمان Kitahama ، بلندترین برج مسکونی در ژاپن ، با مقاومت در برابر زلزله با بتن خمشی ساخته شده است. MC681 / Wikimedia Commons در دانشگاه میشیگان ، ما در حال کار بر روی کامپوزیت هایی هستیم که ماده ای بتونی قابل خمش تولید می کنند که اجازه می دهد ساختارهای نازک تر و شکننده تری که نیاز به تقویت فولاد کمتری دارند ، باعث کاهش بیشتر انتشار کربن مرتبط شود. این ماده می تواند با استفاده از ذرات کوچکتر که به راحتی با CO2 واکنش می دهند و تبدیل آن به ماده معدنی ، حداکثر میزان CO2 را که می تواند ذخیره کند ، مهندسی شود. بتن خمشی مبتنی بر CO2 می تواند برای ساختمان های عمومی ، زیرساخت های آب و انرژی و همچنین زیرساخت های حمل و نقل مورد استفاده قرار گیرد. بتن قابل انعطاف در برج 61 طبقه Kitahama در اوزاکا ژاپن و صفحات پل راه در Ypsilanti ، میشیگان استفاده شد. چالش انتشار چرخه عمر این فناوری های پیشرفته می توانند شروع به پرداختن به اثر کربن زیرساخت های بتنی کنند ، اما هنوز موانع وجود دارد. در مطالعه منتشر شده در 8 فوریه ، سه نفر از ما به بررسی چرخه حیات ناشی از تزریق CO2 به بتن پرداختیم و دریافتیم که تخمین ها همیشه انتشار گازهای گلخانه ای حاصل از جذب ، حمل و نقل و استفاده از CO2 را شامل نمی شوند. با همکاران ، ما راه حل هایی را برای اطمینان از اینکه کربن کربن از مزایای زیادی در تولید گازهای گلخانه ای برخوردار است ، ارائه دادیم. به طور کلی ، ما توصیه می کنیم یک پروتکل پخت CO2 استاندارد تهیه کنید. آزمایشات آزمایشگاهی نشان می دهد که پخت CO2 می تواند مقاومت و دوام بتن را بهبود بخشد ، اما نتایج با روش های خاص پخت و مخلوط بتن متفاوت است. تحقیقات می تواند شرایط و زمان مراحل را برای بهبود عملکرد بتن بهبود بخشد. همچنین با ساده سازی فرآیند و احتمالاً با استفاده از گرمای ضایعات ، می توان از مصرف برق – بزرگترین منبع انتشار در حین پخت – کم کرد. [Deep knowledge, daily. Sign up for The Conversation’s newsletter.] مخلوط های بتونی پیشرفته ، بخصوص خم شدن بتن ، از قبل با افزایش دوام شروع به پرداختن به این مسائل می کنند. ادغام زیرساخت ها و سیاست های اقلیمی در سال 2020 ، طیف گسترده ای از شرکت ها گام هایی را برای کاهش انتشار گازهای گلخانه ای خود اعلام کردند. با این حال ، برای تحول در صنعت ساخت و ساز ، هنوز به سیاست های سرمایه گذاری و خریدهای دولتی نیاز است. دولت های محلی در حال برداشتن اولین قدم ها هستند. قوانین و پروژه های “بتن کم کربن تجسم یافته” و پروژه هایی برای کاهش میزان سیمان در بتن در سراسر کشور ، از جمله در مارین کانتی ، کالیفرنیا ، تولید شده است. هاستینگ-آن-هادسون ، نیویورک ؛ و یک خلبان پیاده رو در پورتلند ، اورگان. در نیویورک و نیوجرسی ، قانونگذاران سیاست های سطح ایالتی را پیشنهاد کرده اند که تخفیف قیمت در روند مناقصه را به پیشنهادات با کمترین میزان انتشار از بتن ارائه می دهد. این سیاست ها می تواند به عنوان طرحی برای کاهش انتشار کربن از تولید بتن و سایر مصالح ساختمانی باشد. بسیاری از زیرساخت های آمریکای شمالی در حال خرابی است. Achim Herring / Wikimedia Commons ، CC BY در سطح ملی ، فروپاشی زیرساختهای تحت مدیریت فدرال یک بحران پیوسته در حال رشد بوده است. دولت بایدن می تواند به حل این مشکلات و همچنین تغییرات آب و هوایی بپردازد و از طریق یک برنامه زیرساختی استراتژیک اشتغال ایجاد کند. وزیر حمل و نقل پیت بوتیگیگ اخیراً اعلام کرد که “در مورد پیشرفت زیرساخت های آمریکا” “فرصت های زیادی برای ایجاد شغل ، برابری و دستیابی به اقلیم وجود دارد.” سیاست هایی که بتن کم کربن را به یک راه حل آب و هوایی در سراسر کشور ارتقا می دهند می توانند دنبال کنند. این مقاله از The Conversation ، یک سایت خبری غیرانتفاعی منتشر شده است که به اشتراک ایده های کارشناسان دانشگاهی بازنشر شده است. نوشته شده توسط: Lucca Henrion ، دانشگاه میشیگان ؛ Duo Zhang ، دانشگاه میشیگان ؛ ویکتور سی لی ، دانشگاه میشیگان و والکر سیک ، دانشگاه میشیگان بیشتر بخوانید: بایدن قصد دارد با تغییر آب و هوا مبارزه کند به روشی که هیچ رئیس جمهور آمریکا قبلاً انجام نداده است زیرساخت های آماده برای آب و هوا چیست؟ برخی از شهرها شروع به انطباق می کنند که Lucca Henrion به عنوان یک محقق تحقیق در طرح CO2 جهانی در دانشگاه میشیگان کار می کند. او یک داوطلب با مجموعه هوای آزاد است. Duo Zhang به عنوان دستیار دانشمند تحقیقاتی در دانشگاه میشیگان کار می کند. او تحقیق در مورد مواد بتنی جداسازی کربن را انجام می دهد. ویکتور سی لی بودجه تحقیقاتی را از وزارت انرژی (ARPA-E) و شرکت آرامکو دریافت می کند. وی استاد برجسته دانشگاه جیمز آر رایس در دانشگاه میشیگان ، آن آربر است. پروفسور لی مرکز ساخت کربن کم (CLCBE) را در دانشگاه میشیگان هدایت می کند. Volker Sick بودجه ای را از وزارت انرژی ایالات متحده و طرح CO2 جهانی در دانشگاه میشیگان دریافت می کند.

منتشر شده در
دسته‌بندی شده در خبر

دیدگاهی بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *