به گزارش مجله خبری نگار،هنگام تولید سیمان پرکاربرد سبک، کلسیم و سایر مواد باید تا دمای بسیار بالا گرم شوند. تخمین زده شده است که فرآیندهایی که توسط آن گرما تولید میشود مسئول ۵ تا ۸ درصد کل انتشار دی اکسید کربن ساخته شده توسط انسان است.
با در نظر گرفتن این مشکل، دانشمندان سعی کرده اند خاکستر بادی را جایگزین برخی از سیمان مورد استفاده در مخلوطهای بتن کنند. خاکستر بادی یک محصول زائد به جا مانده از سوزاندن زغال سنگ است و در حالی که کیفیتی مشابه سیمان دارد، حاوی فلزات سنگین سمی نیز میباشد. اگر بتن حاوی خاکستر در جادهها یا پیاده روها استفاده شود، این امکان وجود دارد که آن فلزات سنگین به تدریج از آن خارج و وارد محیط اطراف شوند.
دانشمندان دانشگاه رایس در تگزاس به دنبال رفع این نقص، فرآیندی را توسعه دادند که با مخلوط شدن خاکستر بادی با پودر کربن سیاه رسانای الکتریکی به وجود میآید. با استفاده از روشی به نام گرمایش فلاش ژول، آن مخلوط سپس بین دو الکترود مس یا گرافیت متصل به خازن قرار میگیرد که یک پالس الکتریکی کوتاه را به ماده میرسانند. اعمال این جریان باعث میشود که مخلوط به سرعت در دمای حدود ۳۰۰۰ درجه سانتیگراد گرم شده و باعث تبخیر فلزات سنگین به بخار شود که در یک محفظه خلاء جذب میشود.
بینگ دنگ (Bing Deng) سرپرست این مطالعه گفت: با استفاده از این روش، میتوانیم فلزات سنگین را از خاکستر زغال سنگ با کارایی بسیار بالا حذف کنیم. برای فلزات سنگین مختلف مانند آرسنیک، کادمیوم، کبالت، نیکل و سرب، راندمان حذف تنها در یک ثانیه به ۷۰ تا ۹۰ درصد میرسد.
به عنوان یک مزیت اضافی، بتن ساخته شده با خاکستر خالص نیز قویتر از بتن ساخته شده با سیمان خالص است. به طور خاص، زمانی که دانشمندان ۳۰ درصد از سیمان را در مخلوط بتن با خاکستر جایگزین کردند، بتن حاصل ۵۱ درصد قویتر و ۲۸ درصد کشسانتر از نمونههای فعلی بود.
وی منگ (Wei Meng) یکی دیگر از پژوهشگران تیم تحقیق میگوید: این یافتهها برای مهندسی سازه و صنعت ساختوساز بسیار معنادار است، زیرا سازههای قویتر را میتوان با سیمان کمتر ساخت.