اخبار عربية العلماء يصنعون خرسانة أقوى تمتص ثاني أكسيد الكربون من الهواء

اليكم الان العلماء يصنعون خرسانة أقوى تمتص ثاني أكسيد الكربون من الهواء والان إلى التفاصيل من المصدر بتوقيت بيروت_ beiruttime:

العلماء

تستخدم تركيبة خرسانية جديدة إضافات مشتقة طبيعيًا لتقليل الاعتماد على المواد التقليدية أثناء سحب ثاني أكسيد الكربون2. الائتمان: الأسهم

تضيف الخرسانة عادةً إلى عبء الكربون العالمي، لكن الصيغة الجديدة تمتص ثاني أكسيد الكربون2 بينما يصبح أقوى من المزيج التقليدي.

قام الباحثون في كلية الهندسة ميبكو شلينك في الهند بتطوير الخرسانة من خلال الجمع بين مادتين مشتقتين بشكل طبيعي: الزيوليت المسامي والفحم الحيوي من الخيزران. الاختبارات الموصوفة في أبحاث الكربون ويشير هذا المزيج إلى أن البنية التحتية يمكن أن تعطي وظيفة ثانية، مما يسمح لها بالتقاط بعض ثاني أكسيد الكربون مع الاستمرار في حمل الأحمال الهيكلية.

إصدارات إنتاج الأسمنت التقليدية CO2 سواء من الوقود اللازم لتسخين المواد الخام أو من التحويل الكيميائي للحجر الجيري. ولا يؤدي النهج الجديد إلى القضاء على تلك الانبعاثات، ولكنه يستكشف كيف يمكن إعادة تصميم الخرسانة نفسها لامتصاص الكربون مع استخدام الأسمنت والركام الأقل تقليدية.

الإضافات الطبيعية تعيد تشكيل الخرسانة

اختبر الباحثون، بقيادة سرينيفاسان ريفاثي، الخرسانة من الدرجة M35، وهي مادة تستخدم في البنية التحتية المعرضة لحركة مرور معتدلة. قاموا باستبدال 25% أو 50% من الركام الناعم بالزيوليت، ثم استبدلوا 0.5%، 1%، أو 1.5% من الأسمنت بالفحم الحيوي من الخيزران.

يحتوي الزيوليت على شبكات من المسام المجهرية التي يمكنها حبس جزيئات الغاز، في حين أن الفحم الحيوي من الخيزران عبارة عن مادة مسامية وغنية بالكربون يتم إنتاجها عن طريق تسخين الكتلة الحيوية بأكسجين محدود. هذه الخصائص جعلت كلتا المادتين مرشحتين واعدتين لزيادة ثاني أكسيد الكربون2 الامتصاص، ولكن كان على الفريق أيضًا التأكد من أن الإضافات لن تؤدي إلى إضعاف الخرسانة النهائية.

خضع كل خليط لاختبارات قوة الضغط، وقوة الشد المنفصل، وامتصاص الماء، ومقاومة الصدمات. يحتوي أقوى أداء إجمالي على 50% من الزيوليت و1% من الفحم الحيوي المصنوع من الخيزران (يُطلق عليه اسم ZB5).

أقوى صيغة تظهر

وصل ZB5 إلى قوة ضغط تبلغ 38.49 ميجا باسكال (5,582 رطل لكل بوصة مربعة)، متجاوزًا الخرسانة التقليدية بنسبة 7.48%. ارتفعت قوة الشد المنقسمة إلى 4.39 ميجاباسكال (637 رطل لكل بوصة مربعة)، وهو تحسن بنسبة 15% عن الخليط القياسي.

وربط الباحثون هذه المكاسب بالخصائص التكميلية للمادتين المضافتين. ساعد إطار سيليكات الألمنيوم الخاص بالزيوليت وصلابة الفحم الحيوي المصنوع من الخيزران في تشكيل مصفوفة أسمنتية أكثر كثافة، مما يوضح أن المسامية الأكبر لالتقاط الكربون لا تتطلب بالضرورة التضحية بالقوة.

تأثير الزيوليت والفحم الحيوي الخيزراني كأول أكسيد الكربون2 المواد الماصة في الخرسانة. ائتمان: سرينيفاسان ريفاثي، دوبسون أليس إليزابيث تانيا، سوثارسون أنسي شادين وجيجاثيسان كيرثانا

أنتجت نفس الصيغة أيضًا أفضل امتصاص للكربون. في غرفة الكربنة الخاضعة للرقابة، امتص ZB5 1.2 جرام (0.04 أونصة) من ثاني أكسيد الكربون2 يوميا. وبعد سبعة أيام، وصل الكربنة إلى 15 ملم (0.6 بوصة) في المادة. وأرجع الفريق هذا الأداء إلى البنية المسامية الدقيقة للزيوليت ومحتوى الكربون العالي في الفحم الحيوي.

تصبح الخرسانة بالوعة الكربون

تظهر النتائج كيف يمكن للمادة التي يتم التعامل معها عادة كمكون هيكلي سلبي أن تشارك أيضًا في إدارة الكربون. نتائج الغرفة لم تحدد بعد مقدار ثاني أكسيد الكربون2 يمكن للخرسانة أن تلتقطها على مدار عقود من الاستخدام الخارجي، ولكنها تقدم دليلاً مبكرًا على إمكاناتها الهيكلية والبيئية المشتركة.

قال سرينيفاسان ريفاثي، المؤلف المقابل من قسم الهندسة المدنية: “يُظهر عملنا نهجًا مزدوج المنفعة. نحن لا نقوم فقط بإنشاء خرسانة أقوى، ولكننا نحول مادة بناء مشتركة إلى أداة فعالة للعلاج البيئي. ومن خلال دمج الزيوليت والفحم الحيوي من الخيزران، يمكننا بناء هياكل لا تقف قوية فحسب، بل تعمل أيضًا على تنظيف الهواء من ثاني أكسيد الكربون الزائد، مما يمهد الطريق لبنية تحتية مستدامة حقًا في المناطق ذات الانبعاثات العالية مثل الطرق الحضرية والمناطق الصناعية.”

ويشير الباحثون إلى أنه يمكن استخدام هذه المادة في نهاية المطاف في الأرصفة الخرسانية، وجدران الطرق السريعة، وخطوط أنابيب الصرف الصحي، وغيرها من البنى التحتية المعرضة لارتفاع ثاني أكسيد الكربون.2 المستويات. كما أن قدرتها على استبدال أجزاء من كل من الأسمنت والركام الناعم يمكن أن تزيد من قيمتها البيئية، على الرغم من أن التقييم الكامل سيحتاج إلى النظر في التصنيع والنقل والمتانة ومصدر المواد المضافة.

الأداء طويل المدى يأتي بعد ذلك

النتائج الحالية هي دليل على المفهوم وليس دليلا على أن الخرسانة جاهزة للبناء على نطاق واسع. ستكون هناك حاجة لدراسات أطول لتحديد ما إذا كانت قوتها وامتصاصها للكربون يستمران في ظل درجات الحرارة المتغيرة، والرطوبة، وحركة المرور، وغيرها من الظروف الواقعية.

ستقوم التجارب المستقبلية بفحص أنواع إضافية من الفحم الحيوي، ودرجات مختلفة من الخرسانة والملاط، والفحم الحيوي المنقوع مسبقًا والذي قد يغير سلوك المادة. ستساعد هذه الاختبارات في تحديد ما إذا كان من الممكن توسيع نطاق الصيغة المختبرية الواعدة لتصبح خيارًا موثوقًا للبنية التحتية التجارية والصناعية.

المرجع: “تأثير الزيوليت والفحم الحيوي من الخيزران كماصتين لثاني أكسيد الكربون في الخرسانة” بقلم سرينيفاسان ريفاثي، ودوبسون أليس إليزابيث تانيا، وسوثارسون أنسي شادين، وجيغاثيسان كيرثانا، 30 أبريل 2024، أبحاث الكربون.دوى: 10.1007/s44246-024-00116-1

لا تفوت أي اختراق: انضم إلى النشرة الإخبارية SciTechDaily.تابعونا على جوجل و أخبار جوجل.

المصدر:

scitechdaily.com

المزيد من التفاصيل من المصدر - (اضغط هنا)

كانت هذه تفاصيل العلماء يصنعون خرسانة أقوى تمتص ثاني أكسيد الكربون من الهواء نرجوا بأن نكون قد وفقنا بإعطائك التفاصيل والمعلومات الكامله .

و ننوه بأن الموضوع الأصلي قد تم نشرة ومتواجد على بتوقيت بيروت_ beiruttime و قام فريق العمل فيبرسبي نيوز بالتاكد منه او ربما تم التعديل علية او قد يكون تم نقله بالكامل اوالاقتباس ويمكنك قراءة الموضوع من مصدره الاساسي.