|
سيمان سبز: يافتن
راهكاري براي تحصيل صنعت سيمان بصورت پايدار
چكيده
صنعت سيمان با چالشي بنام كاهش
مقادير زيادي از دي اكسيد كربن منتشر شده در طول توليد متداول سيمان
پرتلند مواجه ميباشد. اگر چه پيشرفتهايي را ميتوان در فرآيندهاي
موجود بوجود آورد، اين موارد مجموعا كاهش قابل توجهي در كربن دي اكسيد
را براي ما به ارمغان نميآورد. بنابر اين يك استراتژي واقع
گرايانهتر بايد جايگزين سيمان پرتلند شود كه داراي مواد چسبنده
جايگزين باشد و به ميزان قابل توجهي كربن دي اكسيد كمتري منتشر نمايد.
چنين وضعيتي با تحقيق گستردهاي با توجه به خواص مكانيكي، هزينهها،
فرآيندها و كاربردهاي روبرو ميباشد. اين چالشها، در حالي كه قابل
توجه هستند از كاربرد چنين موادي بطور گسترده در صنعت ساخت و ساز
جلوگيري نكردهاند. هدف از اين تحقيق بررسي بيشتر خواص مكانيكي،
شيميايي و مهندسي يك ماده چسبنده جايگزين ميباشد...
1- معرفي - محيط كنوني
دهه گذشته شاهد جوامعي در اغلب جهان غرب بوده است كه در زمينه نظارت
محيطي تفكرات جديدي را اعمال داشتهاند. دعوت براي حفاظت محيطي و تحصيل
جوامع پايدار، راهحلها و پيش گيريهاي بيشتري در جهت ممانعت از بروز
خسارتهاي محيطي را مستلزم ميسازد. صنعت ساختمان، به هنگامي كه چنين
دلهرههايي را در نظر ميگيريم، بعنوان يك صنعت مهم مد نظر ميباشد،
چرا كه اين صنعت ميزان بالايي از ضايعات و آلودگي را توليد ميكند...
در حال حاضر، بيشترين نگراني مرتبط با پديدههاي محيطي گرم شدن جهاني
ميباشد (شكل 1). در دهههاي اخير تركيب اتمسفر به طور قابل توجهي
بواسطه گازهاي گلخانهاي بيشمار (دي اكسيد كربن، متان، اكسيد نيتروژن،
pfscs ، HFCS ، SF6)
تغيير يافته است. سطح افزايش يافته گازهاي گلخانهاي (HGG) در اتمسفر
منجر به تغيير قابل توجهي در دماي زمين شده است، كه اين پديده تاثير
منفي بر محيط و موسسات اقتصادي سراسر جهان دارد...
از بين گازهاي گلخانهاي كه موجب گرم شدن جهان ميشوند، دياكسيد كربن
(co2) بعنوان عامل
اصلي بشمار ميآيد. سطح دي اكسيد كربن در برابر سطح گازهاي
گلخانهاي، كه بعنوان گازهاي كيوتو طبقهبندي شدهاست (دي اكسيد كربن ،
متان، اكسيد نيتروژن...
1-1 سيمان پرتلند و دي اكسيد كربن
صنعت سيمان ميزان اندكي از
انتشارات دي اكسيد كربن كل جهان را در بر ميگيرد (7% از ميزان آلودگي
سراسري مربوط به برخورد انسان با طبيعت). البته مقادير انتشار يافته
بواسطه توليد صنعت سيمان، 50% از فرآيند شيميايي، 40% از احتراق سوخت،
5% از حمل و نقل و 5% باقيمانده از الكتريسته استفاده شده، در عمليات
صنعتي حاصل ميشود...
تبديل شيميايي سنگ آهك به اكسيد كلسيم توليد اصلي دي اكسيد كربن را
آشكار ميسازد. معادله شيميايي ناشي از آن بيان ميدارد كه براي هر تن
از ... توليد شده از
سنگ آهك، 579 كيلوگرم از گاز co2 منحصراً از واكنش شيميايي، بدون توجه
به فرآيند به كار برده شده يا كارآيي سوخت، انتشار مييابد...
2- چسبهاي جايگزين در صنعت سيمان
توانايي محدود در زمينه كاهش
انتشار دي اكسيد كربن در سيمان پرتلند معمولي همراه با افزايش مقررات
دولتي در زمينه انتشار، امر توسعه چسبهاي جايگزين را الزامي ساخته
است. استراتژيهاي مربوط به راه حل اين معضل محدودهاي از اقدامات
جايگزيني و اقلام واحد و منطقهاي را در بر دارند...
در صورتي كه لازم باشد نسبت به جايگزين نمودن يك چسب مشخص با
OPC اقدام نمود،
ميبايست آن را از موادي توليد نمود كه به آساني در سراسر جهان و به
مقادير زياد يافت ميشوند...
انتخاب چسب سيمان جايگزين بايد بر پايه توزيع جهاني مواد و مسئله
انتشار گازهاي مرتبط با آن باشد. مقدار
co2 توليد شده در
توليد تركيبات مختلف سيمان در جدول 2 ذكر شده است. تنها منيزيم و كليسم
مقادير بالاتر دي اكسيد كربن نسبت به كلينكر سيمان پرتلند توليد
ميكنند كه ماده فعال اصلي آليت است...
بر اساس ميزان دي اكسيد كربن
منتشر شده در طول توليد و در دسترس بودن منابع مواد، 4 گروه سيمان
هيدروليك به عنوان جايگزينهاي احتمالي براي سيمان پرتلند معمولي
شناسايي شدند. طبقهبنديهاي مرتبط عبارتند از: سيمانهاي فعال شده
قليايي، سيمانهاي كلسيم سولفوآلومينات، سيمانهاي بر پايه كلسيم
سولفات و سيمانهاي سنگ منيزيم...
سيمانهاي فعال شده قليايي يك
راه حل براي كاهش دي اكسيد كربن در ارتباط با سيمانهاي پرتلند معمولي
ميباشد. اين خانوده سيمانها توسط فاز چسبنده آلوميون سيليكات، ناشي
از واكنش بين منابع مواد غني از آلومينا و يك سيليكات قليايي مشخص
ميشوند.
1-3 جنبههاي محيطي سيمانهاي
فعال شده قليايي
درخواست استفاده از سيمانهاي
فعال شده قليايي از نظر محيطي بدين علت است كه مواد خام بيشمار و
محصولات ضايعاتي زيادي را ميتوان به عنوان ماده اوليه بكار گرفت.
منابع مواد احتمالي شامل خاكستر بادي، سرباره كوره دمشي، متاكائولين
(كائولين تصفيه شده)، لجنهاي قليايي، (مثلا گل قرمز) و مواد غير
پوزولونيك ديگر ميباشند...
مجموع كلي دياكسيد كربن منتشر
شده از سيمان فعال شده قليايي بطور اوليه از محلول فعال شده و دماي
بعملآوري افزايش يافته تعيين ميگردد. يكي از فعالكنندههاي معمول،
سيليكات قليا، از كربناته شدن قليا در محيط كوره بدست ميآيد كه
...
|
