5 ابتكارات مادية بديلة
اليوم ، بينما يتسابق العالم والرابطة العالمية للأسمنت والخرسانة (GCCA) ، على وجه الخصوص ، للوصول إلى صافي انبعاثات صفرية بحلول عام 2050 لتجنب أسوأ آثار تغير المناخ. يعمل الباحثون على إزالة الكربون من الخرسانة ، وهي واحدة من أكثر المواد تلويثًا في العالم.
هل تعلم أن المكون الرئيسي للخرسانة مسؤول حاليًا عن حوالي ثمانية بالمائة من انبعاثات الكربون العالمية؟
من استخدام الحجر الجيري المزروع في الطحالب إلى الزبرجد الزيتوني – يظهر عدد متزايد من ابتكارات المواد الانتقائية لمعالجة البصمة الكربونية للخرسانة.
قم بالتمرير لاستكشاف مجموعتنا الخماسية من المواد الأكثر ابتكارًا ، كبديل للخرسانة والأسمنت!
1. Gent Waste Brick بواسطة كارمودي جروارك ، TRANS Architectuur Stedenbouw ، استوديو الأشغال المحلية ومواد BC
لتشكيل الجناح الجديد لـ Design Museum Gent – استوديوهات الهندسة المعمارية Carmody Groarke. وتتعاون TRANS Architectuur Stedenbouw مع باحثي المواد لتطوير لبنة مصنوعة من نفايات البناء المحلية.
منخفض الكربون – يتم دمج Gent Waste Brick مع متخصص الاقتصاد الدائري Local Works Studio ومصنع المواد BC Materials.
إنها 63٪ من النفايات البلدية المعاد تدويرها من Ghent ، والتي تم جمعها من مركز إعادة التدوير المحلي لهدم الخرسانة والزجاج.
يتم خلط هذه المواد المعاد تدويرها أيضًا مع رمال Lommelzand من بلدية Lommel البلجيكية وربطها مع الجير الهيدروليكي وكربونات الكالسيوم المطحونة.
تقليل كمية الطاقة اللازمة لإنتاجها. تتم معالجة هذا الطوب في بيئة رطبة لمدة أسبوعين ويترك ليجف في الهواء بدلاً من إطلاقه.
تحصل المادة على قوتها من خلال عملية الكربنة المعدنية ، والتي تتضمن تفاعل كربونات الكالسيوم في الطوب مع ثاني أكسيد الكربون في الهواء المحيط.
“هذه العملية ، إلى جانب استخدام المواد المركبة المعاد تدويرها ، ينتج عنها لبنة تحتوي على 0.17 كيلوغرام من مكافئ ثاني أكسيد الكربون لكل كيلوغرام!” يقول الاستوديو.
2. K-Briq بواسطة Kenoteq
لبنة بناء مستدامة تتكون من 90 بالمائة من مخلفات البناء – أطلقت شركة كينوتك الاسكتلندية الناشئة K-Briq.
يولد أقل من عُشر انبعاثات الكربون في عملية التصنيع مقارنةً بالطوب العادي – تم اختراعه بواسطة أستاذة الهندسة غابرييلا ميديرو في جامعة هيريوت وات في إدنبرة.
“لقد أمضيت سنوات عديدة في البحث عن مواد البناء وكنت قلقًا من أن تقنيات البناء الحديثة تستغل المواد الخام دون اعتبار أنها من بين أكبر المساهمين في انبعاثات الكربون – كمية النفايات التي تنتجها ليست مستدامة على المدى الطويل!” يقول ميديرو.
من ناحية أخرى ، يشبه K-Briq لبنة عادية ويزن نفسه. ولكنه يقدم خصائص عزل أفضل وكذلك يمكن إنتاجه بأي لون.
إلى جانب توفير الطاقة في عملية التصنيع – تعمل Kenoteq على خفض الانبعاثات عن طريق إنتاج الطوب محليًا.
حاليًا ، يتم استيراد ما يصل إلى 85 بالمائة من الطوب المستخدم في اسكتلندا من إنجلترا أو أوروبا ، وهو أمر غير مستدام على المدى الطويل.
تصنع Kenoteq الطوب في الموقع في هاميلتون للنفايات وإعادة التدوير في إدنبرة. التقليل من كمية النقل المطلوبة في العملية.
3. الخرسانة المحايدة الكربون من Seratech
أسسها طلاب الدكتوراه سام دريبر وبارني شانكس لتسويق أبحاثهم في إمبريال كوليدج لندن. تطور شركة Seratech البريطانية الناشئة طريقة لإنتاج خرسانة خالية من الكربون.
بالإضافة إلى ذلك ، يتضمن ذلك استبدال ما يصل إلى 40 في المائة من محتوى الأسمنت بنوع من السيليكا المصنوع من الانبعاثات الصناعية المحتجزة والزبرجد الزيتوني المعدني الممتص للكربون.
يعني احتجاز الكربون وتخزينه (CCS) لصنع المواد البديلة تخزين المزيد من الكربون في الخرسانة أكثر مما ينبعث في إنتاج الأسمنت – مما يجعله محايدًا للكربون بشكل عام.
بالإضافة إلى ذلك ، المواد الخام اللازمة لتقنيتها منخفضة التكلفة وسهلة القياس. ثاني أكسيد الكربون من الصناعة والزبرجد الزيتوني ، سيليكات حديد المغنيسيوم – متوفرة بكثرة في جميع أنحاء العالم.
“يمكن دمج بدائل الأسمنت بسلاسة في عمليات الإنتاج الحالية نظرًا لأن الزبرجد الزيتوني مادة وفيرة. على عكس البدائل الأخرى مثل خبث أفران الصهر المحبب (GGBS) ”يقول Seratech.
ومع ذلك ، إذا تم تخفيض الانبعاثات من الصناعة يومًا ما إلى الحد الذي لا يكون فيه العرض وفيرًا -. يمكن أن تستخدم Seratech تقنية التقاط الهواء المباشر بأسعار معقولة بدلاً من ذلك ، لسحب ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي.
4. الحجر الجيري الحيوي بواسطة مواد ناقصة
اتباع نهج تجريبي أكثر – طور باحثون في جامعة كولورادو بولدر طريقة لاستخدام الطحالب في صناعة الخرسانة المحايدة الكربون أو حتى سلبية الكربون.
بدلاً من استخدام الحجر الجيري المستخرج من الأرض ، وجدوا طريقة لصنع الأسمنت باستخدام الحجر الجيري الذي نمت بواسطة الطحالب من خلال عملية التمثيل الضوئي.
الخرسانة المصنوعة من هذا الحجر الجيري الحيوي هي محايدة كربونية صافية – ثاني أكسيد الكربون المنطلق في الغلاف الجوي عند حرقه لصنع الأسمنت يساوي ما سحبته الطحالب الدقيقة من الغلاف الجوي أثناء نموها.
بالإضافة إلى ذلك ، يمكن جعل الأسمنت سالبًا للكربون – مما يعني أنه يحبس ثاني أكسيد الكربون أكثر مما ينبعث منه. إذا تم استبدال الحجر الجيري المطحون الإضافي ، الذي يضاف عادةً إلى الخليط كمادة حشو ، بالبديل المزروع في الطحالب.
نظرًا لأنه لم يتم حرقه ، فإن الكربون الموجود في هذا الجزء من الحجر الجيري يظل مخزناً في الخرسانة.
“سيوفر هذا 2 جيجا طن من ثاني أكسيد الكربون سنويًا من ضخه في الغلاف الجوي وربما عزل 250 مليون طن إضافية!” يقول باحثو جامعة كولورادو بولدر.
جلب الحجر الجيري المزروع بالطحالب إلى السوق. شارك ويل سروبار (الباحث الرئيسي ورئيس مختبر المواد الحية في CU Boulder) في تأسيس شركة ناشئة تسمى Minus Materials.
5. Sea Stone بواسطة Newtab-22
يستخدم استوديو التصميم الكوري الجنوبي Newtab-22 نفايات الأصداف التي تم إنقاذها من صناعات المأكولات البحرية وتربية الأحياء المائية لتصنيع مادة مستدامة تشبه الخرسانة – حجر البحر.
بالإضافة إلى ذلك ، تطورت من طموح Newtab-22 للمساعدة في التخفيف من مشكلة النفايات في صناعة المأكولات البحرية. مما يؤدي إلى التخلص من سبعة ملايين طن من الأصداف كل عام.
المادة بجماليتها التيرازو هي عن طريق طحن الأصداف المخصصة لطمر النفايات قبل دمجها مع مواد رابطة طبيعية غير سامة.
ثم تضاف إلى قالب وتترك لتتصلب إلى قطع تشبه الخرسانة.
بالإضافة إلى ذلك ، ينتج عن هذا اختلافات في أحجام وأنسجة وألوان أجزاء القشرة. ويعني أن كل قطعة من حجر البحر فريدة من نوعها.
يمكن أن تحدث الاختلافات أيضًا عن طريق تغيير كميات الأصداف والمجلدات أو عن طريق إضافة الأصباغ الملونة.
كما أن الطريقة يدوية لتجنب استخدام الحرارة والكهرباء والمعالجات الكيميائية. ولضمان أن تكون العملية مستدامة وبأسعار معقولة قدر الإمكان.
يمكن أن تصبح Sea Stone بديلاً مستدامًا للخرسانة في تصميم المنتجات الصغيرة حيث تشترك المادتان في خصائص متشابهة. الأصداف البحرية غنية بكربونات الكالسيوم ، والمعروف أيضًا باسم الحجر الجيري ، والذي يستخدم في صناعة الأسمنت ، وهو مكون رئيسي للخرسانة! ” يقول نيوتاب 22.
