कल के सीमेंट के लिए खोज इतिहास

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यह बिहाइंड द सीन्स लेख लाइव साइंस को नेशनल साइंस फाउंडेशन के साथ साझेदारी में प्रदान किया गया था।

यदि आप कुछ पर्यावरण के अनुकूल सीमेंट पकाना चाहते हैं, तो बस दो कप दानेदार बगीचे के चूना पत्थर, एक कप जमीन के दानेदार ब्लास्ट फर्नेस स्लैग और सोडा ऐश (यानी सोडियम कार्बोनेट) के तीन बड़े चम्मच मिलाएं। क्या परिणाम साधारण पोर्टलैंड सीमेंट (ओपीसी) का मजबूत, टिकाऊ और किफायती विकल्प है, जो सीमेंट में उद्योग के नेता हैं। ड्रेक्सल विश्वविद्यालय में मिशेल बार्सौम के समूह में शोधकर्ता पिछले कई वर्षों में इस प्रतीत होता है कि नई तकनीक को पका रहे हैं, लेकिन इसकी उत्पत्ति एक एहसास की तुलना में बहुत पीछे चली जाती है।

वास्तव में मिस्र के महान पिरामिडों के लिए। बरसौम के समूह ने अनुसंधान किया था जो यह साबित करता है कि पिरामिड में कुछ पत्थरों को सीमेंट के शुरुआती रूप में उपयोग किया जाता था, बजाय चूना पत्थर के। यदि पिरामिड बनाने के लिए उपयोग की जाने वाली कुछ सामग्री वास्तव में डाली गई थी, और 4,500 वर्षों तक चली थी, तो आज की निर्माण सामग्री में उनका उपयोग क्यों नहीं किया गया, वह आश्चर्यचकित थे?

"ओपीसी दुनिया के 5 से 8 प्रतिशत के लिए जिम्मेदार है, क्योंकि ऊर्जा की एक विशाल मात्रा का उपभोग करता है," एलेक्स मोजोन, एक सहयोगी अब बारसोम को बाजार में लाने के लिए नेतृत्व कर रहा है।

एक पायलट AAC फुटपाथ पर IIT बॉम्बे के परिसर में डाला गया, (छवि क्रेडिट: अलेक्जेंडर जे। मोसन, ड्रेक्स विश्वविद्यालय)

ग्रीनस्टोन सीमेंट सामग्री

Drexel- निर्मित "ग्रीनस्टोन" सीमेंट के बीच का अंतर, जैसा कि इसे कहा जाता है, और साधारण पोर्टलैंड सीमेंट उपयोग की गई सामग्री और तरीकों में निहित है। ग्रीनस्टोन एक क्षार-सक्रिय सीमेंट (एएसी) है जिसे बनाने के लिए हीटिंग की आवश्यकता नहीं होती है। बल्कि, एएसी पुनर्नवीनीकरण सामग्री पर निर्भर करता है जो आसानी से उपलब्ध हैं - ज्यादातर उद्योग अपशिष्ट उत्पाद जो पहले से ही गर्म हो चुके हैं। इनमें कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्रों और स्लैग से कब्जा किए गए फ्लाई ऐश, चिमनी कालिख शामिल हैं, जो प्रक्रिया का एक प्रतिफल है जो लौह अयस्क को लोहे में बदल देता है।

परिणामस्वरूप, ग्रीनस्टोन का पर्यावरणीय प्रभाव प्रोफ़ाइल OPC की तुलना में नाटकीय रूप से भिन्न है, जिसमें 97 प्रतिशत कम ऊर्जा की खपत होती है और साथ ही CO2 का उत्पादन होता है। इसके अतिरिक्त, कच्चे माल की तैयार उपलब्धता $ 75 प्रति टन से निर्माण की लागत को लगभग $ 50 प्रति टन तक लाती है। प्रत्याशित कार्बन क्रेडिट के साथ, ग्रीनस्टोन प्रति टन अतिरिक्त $ 5- $ 20 का लाभ देता है।

ड्रेक्सेल विश्वविद्यालय का "ग्रीन सीमेंट" वस्तुतः हरे रंग का होता है जिसे डाला जाता है, और कुछ दिनों के भीतर सफेद हो जाता है। (छवि क्रेडिट: अलेक्जेंडर जे। मोसोन, ड्रेक्सेल यूनिवर्सिटी)

लेकिन यह प्रदर्शन में ओपीसी की तुलना कैसे करता है? "हमारे परिणाम और साहित्य पुष्टि करते हैं कि यह ओपीसी के रूप में अच्छी तरह से या बेहतर प्रदर्शन करता है," बार्सोम कहते हैं। समूह सीमेंट पास उद्योग परीक्षणों को देखने के करीब है जो ताकत, निर्धारित समय और वॉल्यूमेट्रिक स्थिरता के लिए मानक निर्धारित करते हैं।

जैसा कि महत्वपूर्ण बात है, मूसा ने कहा, “हमने हमेशा सीमेंट की दिशा में काम किया है जो केवल प्रयोगशाला ही नहीं बल्कि वास्तविक दुनिया में भी काम करती है। इसका मतलब है कि शेल्फ स्थिरता, व्यावहारिकता, कमरे के तापमान का इलाज, आसान परिवहन और बहुत कुछ। ”

मोसेन ने मुंबई में आईआईटी बॉम्बे में अपने शोध प्रबंध के लिए शोध करते हुए इस तरह के वास्तविक आवेदन का अनुसरण किया। उन्होंने स्थानीय शोधकर्ताओं के साथ एक एएसी विकसित करने के लिए काम किया, जो सीमेंट के लिए भारत में निर्धारित मानकों को पूरा करता था और जांच करता था कि ग्रीनस्टोन उत्पादन झुग्गियों में रहने वाले लोगों को कैसे सशक्त बना सकता है। आज, स्थानीय सामग्रियों और श्रम का उपयोग करते हुए स्थानीय सामग्रियों से बने तीन उत्पाद, वर्तमान में एक प्रमुख सीमेंट निर्माता द्वारा विचाराधीन हैं।

डीरेक्सल विश्वविद्यालय के अलेक्जेंडर जे। मूसा (टोपी) और अंडरग्रेजुएट छात्र वाशिंगटन डीसी में ईपीए पी 3 नेशनल सस्टेनेबल डिज़ाइन एक्सपो में एएसी प्रस्तुत करते हैं। (छवि क्रेडिट: अलेक्जेंडर जे। मोसोन, ड्रेक्सेल यूनिवर्सिटी)

समूह ने ग्रीनस्टोन ले लिया है और एक कंपनी बनाई है, ग्रीनस्टोन टेक्नोलॉजीज, इंक। उन्होंने 2009 में अपने निष्कर्षों और नवंबर 2011 में एक प्रकाशन के बारे में वैज्ञानिक परिणाम प्रकाशित करना शुरू किया। सीमेंट और कंक्रीट कंपोजिट ड्रेक्सेल ग्रीन सीमेंट की व्यावहारिक क्षमता पर चर्चा की। शोधकर्ता वर्तमान में निवेशकों और संभावित भागीदारों के साथ बात कर रहे हैं। कम लागत, कम प्रदूषण और बेहतर प्रदर्शन के लाभों के दावे के साथ, क्या ड्रेक्सेल सीमेंट को बाजार से बाहर करने में बाधाएं हैं? "बाजार में इसे बाहर निकालने के लिए चुनौतियों में फीडस्टॉक्स के बीच भिन्नता शामिल है ... और एक नई सामग्री को मान्य करने में लगने वाला समय," मोसन कहते हैं। “जबकि हमारा शोध हमें विविधता के लिए क्षतिपूर्ति करने की अनुमति देता है, तो यह मदद करेगा यदि प्रोसेसर सीमेंट में उपयोग के लिए इन सामग्रियों को मानकीकृत करने में मदद करने के लिए उप-उत्पादों के बजाय फ्लाई ऐश और स्लैग को सह-उत्पाद मानते हैं।

अलेक्जेंडर जे। मोसॉन (बाएं) और मिशेल डब्ल्यू। बर्सौम (केंद्र) एक प्रीकास्ट कंक्रीट संयंत्र का दौरा करते हैं। (छवि क्रेडिट: अलेक्जेंडर जे। मोसोन, ड्रेक्सेल यूनिवर्सिटी)

“हमें शक्तिशाली बाजार शक्तियों को भी पार करना होगा। ओपीसी 300 बिलियन डॉलर का वैश्विक बाजार है और कुछ और का उपयोग करने के लिए बिल्डरों और उद्योगों को आश्वस्त करना मुश्किल है। लोगों को यह समझाना कि हमारा सीमेंट ओपीसी के रूप में लंबे समय तक चलेगा जब यह नया है तो यह भी एक चुनौती है। ” इसके अतिरिक्त, उनके उत्पाद को कला के एक महान सौदे के कारण पेटेंट योग्य नहीं है - या प्रौद्योगिकी से संबंधित पूर्व ज्ञान - 1950 के दशक की शुरुआत से, जो कभी-कभी निवेशकों के लिए एक बाधा है। इन बाधाओं के बावजूद, उनके काम में रुचि बढ़ रही है।

दिलचस्प है, AAC पूरी तरह से नया नहीं है। 1950 और 1960 के दशक में, पूर्व सोवियत संघ में कुछ इमारतों में AAC का एक रूप सफलतापूर्वक उपयोग किया गया था। मिस्र के महान पिरामिडों के अलावा, इस शोध की अधिकांश प्रेरणा प्राचीन रोम से आई थी। "सब कुछ है कि रोमन बनाया समान सामग्री से बना था," मूसा कहते हैं। "हालांकि हमें 2,000 वर्षों तक पता नहीं चलेगा यदि हमारे पास रोमन इमारतों की दीर्घायु है, यह हमें इस सामान के रहने का एक विचार देता है।"

संपादक की टिप्पणी: बिहाइंड द सीन लेखों में दर्शाए गए शोधकर्ताओं ने इसका समर्थन किया है राष्ट्रीय विज्ञान संस्थासंघीय एजेंसी ने विज्ञान और इंजीनियरिंग के सभी क्षेत्रों में बुनियादी अनुसंधान और शिक्षा के वित्तपोषण का आरोप लगाया। इस सामग्री में व्यक्त की गई कोई भी राय, निष्कर्ष, और निष्कर्ष या सिफारिशें लेखक की हैं और जरूरी नहीं कि वे नेशनल साइंस फाउंडेशन के विचारों को प्रतिबिंबित करें। देखें पर्दे के आर्काइव के पीछे.

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