Ερευνητές από τα Ηνωμένα Αραβικά Εμιράτα μετέτρεψαν την άμμο της ερήμου σε οικολογικά τούβλα που σκληραίνουν χωρίς φούρνους και μειώνουν την εξάρτηση από το τσιμέντο Portland.
H άμμος στις κατασκευές
Για δεκαετίες, η άμμος της ερήμου θεωρούνταν παράδοξο στις κατασκευές. Αν και καλύπτει τεράστιες περιοχές χωρών όπως τα Ηνωμένα Αραβικά Εμιράτα, πάντα θεωρούνταν ακατάλληλη για συμβατικό σκυρόδεμα και κονιάματα επειδή οι κόκκοι της είναι υπερβολικά λεία και στρογγυλεμένα, καθιστώντας δύσκολη την επίτευξη της απαραίτητης πρόσφυσης για τον σχηματισμό ισχυρών δομών. Αυτός ο περιορισμός ανάγκασε πολλές χώρες της ερήμου να εισάγουν τεράστιους όγκους άμμου από άλλες περιοχές για να προμηθεύσουν τον κατασκευαστικό τομέα.
Τώρα, ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Sharjah στα Ηνωμένα Αραβικά Εμιράτα ισχυρίζονται ότι βρήκαν μια λύση σε αυτό το ιστορικό πρόβλημα. Η ομάδα έχει αναπτύξει τούβλα κατασκευασμένα από άμμο της ερήμου και συνδετικά υλικά που ενεργοποιούνται από αλκάλια, δημιουργώντας ένα υλικό ικανό να σκληραίνει σε θερμοκρασία δωματίου και να μειώνει την εξάρτηση από το τσιμέντο Portland, ένα από τα πιο περιβαλλοντικά επιβαρυντικά υλικά στις σύγχρονες κατασκευές.
Γιατί η άμμος της ερήμου απορρίπτεται πάντα από τις κατασκευές
Οι κατασκευές βασίζονται σε ορυκτά αδρανή για την παραγωγή σκυροδέματος, κονιάματος και μπλοκ. Γενικά, η άμμος που χρησιμοποιείται προέρχεται από ποτάμια, λατομεία ή συγκεκριμένα κοιτάσματα επειδή έχει περισσότερους γωνιακούς κόκκους που ταιριάζουν καλύτερα στο μείγμα.
Σύμφωνα με το Πανεπιστήμιο της Sharjah, η άμμος που βρίσκεται στις ερήμους θεωρείται ακατάλληλη για διάφορες δομικές εφαρμογές εδώ και δεκαετίες λόγω του σχήματος των κόκκων της. Η συνεχής δράση του ανέμου για χιλιάδες χρόνια αφήνει τα σωματίδια εξαιρετικά στρογγυλεμένα και λεία, μειώνοντας την πρόσφυση μεταξύ των υλικών.
Αυτό το σενάριο δημιούργησε μια περίεργη κατάσταση σε αρκετές χώρες του Κόλπου. Περιτριγυρισμένες από μερικές από τις μεγαλύτερες εκτάσεις άμμου στον πλανήτη, συχνά χρειάζεται να εισάγουν κατάλληλη άμμο για να καλύψουν τη ζήτηση της κατασκευαστικής βιομηχανίας.
Πώς οι επιστήμονες μετέτρεψαν τους αμμόλοφους σε οικολογικά τούβλα
Για να ξεπεράσουν αυτόν τον περιορισμό, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν άμμο που συλλέχθηκε στην περιοχή της Sharjah και τη συνδύασαν με συνδετικά υλικά που ενεργοποιούνται με αλκάλια, γνωστά διεθνώς ως συνδετικά υλικά που ενεργοποιούνται με αλκάλια (AAB).
Ερευνητές από τα Ηνωμένα Αραβικά Εμιράτα μετέτρεψαν την άμμο της ερήμου σε οικολογικά τούβλα που σκληραίνουν χωρίς κλιβάνους και μειώνουν την εξάρτηση από το τσιμέντο Portland.
Η άμμος της ερήμου γίνεται οικολογικό τούβλο
Σύμφωνα με τη μελέτη που δημοσιεύτηκε στο Journal of Materials in Civil Engineering, αυτά τα συνδετικά υλικά χρησιμοποιούν αλκαλικά διαλύματα για να προκαλέσουν χημικές αντιδράσεις που σχηματίζουν συμπαγείς δομές που μοιάζουν με βράχο. Σε αντίθεση με το παραδοσιακό τσιμέντο Portland, το σύστημα μπορεί επίσης να ενσωματώσει βιομηχανικά υποπροϊόντα όπως σκωρία υψικαμίνου και βιομηχανική τέφρα.
Μία από τις πιο σχετικές πτυχές της τεχνολογίας είναι ότι τα τούβλα σκληραίνουν σε θερμοκρασία δωματίου, εξαλείφοντας την ανάγκη για διαδικασίες θερμικής σκλήρυνσης ή ψήσιμο σε κλίβανο. Σύμφωνα με τους ερευνητές, αυτό μειώνει σημαντικά την κατανάλωση ενέργειας και το πιθανό κόστος κατασκευής.
Τα τούβλα έδειξαν ανώτερη απόδοση σε δοκιμές αντοχής
Τα αποτελέσματα που έλαβε η ομάδα δείχνουν ότι τα τούβλα που παράγονται με άμμο ερήμου δεν χρησιμεύουν μόνο ως περιβαλλοντική εναλλακτική λύση. Έδειξαν επίσης ανταγωνιστική μηχανική απόδοση σε σύγκριση με τα συμβατικά υλικά. Σύμφωνα με τους ερευνητές του Πανεπιστημίου του Sharjah, τα τούβλα επέδειξαν μεγαλύτερη μηχανική αντοχή, χαμηλότερη απορρόφηση νερού και καλύτερη απόδοση σε δοκιμές αντοχής σε σύγκριση με τα τούβλα που παράγονται με συμβατικό τσιμέντο.
Οι δοκιμές αξιολόγησαν επίσης την αντοχή στην λεγόμενη θειική προσβολή, ένα από τα κύρια προβλήματα που αντιμετωπίζουν οι κατασκευές που βρίσκονται σε παράκτιες περιοχές ή σε εδάφη πλούσια σε ορυκτά άλατα. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα που δημοσίευσε το πανεπιστήμιο, τα τούβλα άμμου ερήμου διατήρησαν τη δομική τους ακεραιότητα και, σε ορισμένα σενάρια, ξεπέρασαν τα παραδοσιακά τσιμεντοειδή υλικά.
Στόχος είναι η μείωση μιας από τις μεγαλύτερες πηγές CO₂ στις κατασκευές.
Η σημασία της έρευνας υπερβαίνει τη χρήση ενός άφθονου πόρου. Το τσιμέντο Portland είναι ένα από τα πιο επικριμένα βιομηχανικά υλικά για τον άνθρακα που περιέχει. Το Πανεπιστήμιο του Sharjah τονίζει ότι η παραγωγή τσιμέντου Portland σχετίζεται με ένα σημαντικό μέρος των παγκόσμιων εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα. Οι ερευνητές αναφέρουν ότι αυτό το υλικό αντιπροσωπεύει έως και 10% των παγκόσμιων εκπομπών CO₂, καθιστώντας το έναν από τους κύριους στόχους πρωτοβουλιών που αποσκοπούν στην απαλλαγή από τον άνθρακα των πολιτικών κατασκευών.
Ερευνητές από τα Ηνωμένα Αραβικά Εμιράτα έχουν μετατρέψει την άμμο της ερήμου σε οικολογικά τούβλα που σκληραίνουν χωρίς κλιβάνους και μειώνουν την εξάρτηση από το τσιμέντο Portland. Χρησιμοποιώντας τοπική άμμο και μειώνοντας την εξάρτηση από συμβατικά υλικά, η τεχνολογία μπορεί να μειώσει τις εκπομπές που σχετίζονται τόσο με την κατασκευή όσο και με τη μεταφορά εισροών. Επιπλέον, η χρήση βιομηχανικών αποβλήτων όπως η σκωρία και η τέφρα δημιουργεί μια αλυσίδα παραγωγής που ευθυγραμμίζεται περισσότερο με τις αρχές της κυκλικής οικονομίας.
Το επόμενο βήμα
Παρά τα πολλά υποσχόμενα αποτελέσματα, οι ερευνητές τονίζουν ότι το έργο πρέπει ακόμη να περάσει από πρόσθετα στάδια πριν φτάσει στην αγορά μεγάλης κλίμακας. Σύμφωνα με το Πανεπιστήμιο του Sharjah, η ομάδα εργάζεται τώρα σε πιλοτικά προγράμματα δοκιμών και αναλύσεις οικονομικής σκοπιμότητας για να επαληθεύσει τη συνέπεια της παραγωγής σε βιομηχανική κλίμακα. Στόχος είναι η αξιολόγηση του κόστους, της εφοδιαστικής, της απόδοσης σε πραγματικά κατασκευαστικά έργα και της πιθανής υιοθέτησής τους από τον κατασκευαστικό κλάδο.
Η ίδια άμμος που για δεκαετίες θεωρούνταν ακατάλληλη για κατασκευές θα μπορούσε να βοηθήσει στην κατασκευή πόλεων σε άνυδρες περιοχές, μειώνοντας τις εκπομπές, αξιοποιώντας τους τοπικούς πόρους και δημιουργώντας μια νέα κατηγορία βιώσιμων υλικών για την πολιτική μηχανική.
www.worldenergynews.gr
