พบวิธีทำให้ปูนซีเมนต์แข็งแรงขึ้นและลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก

หลังจากวิเคราะห์โครงสร้างโมเลกุลของวัสดุแล้ว ผู้เชี่ยวชาญสามารถสรุปสูตรใหม่ที่จะช่วยเปลี่ยนคุณสมบัติของวัสดุ รวมถึงส่งผลต่อปริมาณก๊าซเรือนกระจกที่ปล่อยออกมาสู่ชั้นบรรยากาศได้

ในการก่อสร้าง วัสดุที่ใช้กันมากที่สุดคือคอนกรีต ซึ่งเป็นหนึ่งในปัจจัยหลักของภาวะโลกร้อน โดยผลิตก๊าซเรือนกระจกถึง 1/10 ของที่ปล่อยออกมาสู่ชั้นบรรยากาศ

การศึกษาล่าสุดโดยผู้เชี่ยวชาญทำให้เหล่านักวิทยาศาสตร์สามารถพัฒนาวิธีการใหม่ที่จะช่วยลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกได้อย่างมีนัยสำคัญ (ประมาณครึ่งหนึ่ง)

นอกจากนี้ หลังจากทำการวิเคราะห์โครงสร้างโมเลกุลที่ซับซ้อนของคอนกรีตแล้ว ผู้เชี่ยวชาญได้ข้อสรุปว่าสามารถทำให้คอนกรีตมีความทนทานและทนต่อความเสียหายได้มากขึ้น คอนกรีตทำจากทราย น้ำ และซีเมนต์ สำหรับการผลิตซีเมนต์ จะใช้ส่วนผสมของวัสดุสองประเภท ได้แก่ ส่วนผสมที่เสริมแคลเซียม (โดยปกติคือหินปูน) และส่วนผสมที่เสริมซิลิกอน (โดยปกติคือดินเหนียว) เมื่อให้ความร้อนส่วนผสมถึง 1,500 องศาเซลเซียส จะได้มวลของแข็งที่เรียกว่าคลิงเกอร์ ก๊าซเรือนกระจกส่วนใหญ่จะถูกปล่อยออกมาสู่ชั้นบรรยากาศในระหว่างการผลิตวัสดุก่อสร้าง (ในระหว่างการให้ความร้อนหรือการกำจัดคาร์บอน)

เมื่อวิเคราะห์โครงสร้าง นักวิทยาศาสตร์ได้ข้อสรุปว่าการลดปริมาณแคลเซียมในวัสดุไม่เพียงแต่จะช่วยลดการปล่อยก๊าซเท่านั้น แต่ยังทำให้วัสดุแข็งแรงขึ้นอีกด้วย

ปูนซีเมนต์ถูกใช้กันอย่างแพร่หลายทั่วโลก และจากการศึกษาพบว่าปูนซีเมนต์ถูกใช้บ่อยกว่าเหล็กถึงสามเท่า ในปูนซีเมนต์ทั่วไป อัตราส่วนของแคลเซียมต่อซิลิกอนสามารถผันผวนได้ตั้งแต่ประมาณ 1:1 ถึง 2:1 โดย 1.7:1 ถือเป็นมาตรฐาน อย่างไรก็ตาม ยังไม่เคยมีการเปรียบเทียบวัสดุอย่างละเอียดกับอัตราส่วนโครงสร้างโมเลกุลที่แตกต่างกันมาก่อน ดังที่ผู้เขียนการศึกษาระบุไว้ เขาและทีมงานได้สร้างฐานข้อมูลที่รวมองค์ประกอบทางเคมีทั้งหมด และสามารถระบุได้ว่าอัตราส่วนที่เหมาะสมที่สุดซึ่งใช้อยู่ในปัจจุบันคือ 1.5:1

ดังที่ผู้เชี่ยวชาญได้อธิบายไว้ว่า หากอัตราส่วนเปลี่ยนไป โครงสร้างโมเลกุลของวัสดุจะเริ่มดีขึ้น (จากโครงสร้างผลึกที่เป็นระเบียบแน่นหนาไปเป็นโครงสร้างแก้วที่สับสนวุ่นวาย) นอกจากนี้ ผู้เชี่ยวชาญยังพบว่าเมื่อใช้อัตราส่วนแคลเซียม 1.5 ส่วนต่อซิลิกอน 1 ส่วน ส่วนผสมจะแข็งแรงขึ้นเป็นสองเท่าและมีความต้านทานต่อความเสียหายมากขึ้น

ข้อสรุปทั้งหมดที่ผู้เชี่ยวชาญได้ทำไปได้รับการยืนยันด้วยการทดลองเป็นจำนวนมาก

ในการผลิตปูนซีเมนต์ จะมีการปลดปล่อยก๊าซเรือนกระจกสู่ชั้นบรรยากาศมากถึง 10% และจากการลดปริมาณแคลเซียมในวัสดุดังกล่าว ผู้เชี่ยวชาญระบุว่าการปล่อย CO2 สู่ชั้นบรรยากาศจะลดลงอย่างมาก นักวิทยาศาสตร์อ้างว่าการผลิตปูนซีเมนต์ที่มีปริมาณแคลเซียมลดลงจะช่วยลดการปล่อยคาร์บอนได้ 60%

ผลงานของผู้เชี่ยวชาญนี้ถือเป็นการสิ้นสุดความร่วมมือ 5 ปีของผู้เชี่ยวชาญจากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์และศูนย์วิจัยวิทยาศาสตร์แห่งชาติ (CNRS) โดยมีโรแลนด์ เปเลงเป็นหัวหน้าโครงการทางวิทยาศาสตร์

ผู้เชี่ยวชาญแนะนำว่าสูตรใหม่ในการผลิตซีเมนต์ เนื่องจากมีความแข็งแรงสูงและทนทานต่อความเสียหายทางกลไกหลายประเภท อาจเป็นที่สนใจของบริษัทก๊าซและน้ำมัน เนื่องจากซีเมนต์สามารถป้องกันการรั่วซึมและการทะลุผ่านจากท่อได้

[ 1 ], [ 2 ]