آیا هویج می تواند بتن را سبزتر و قوی تر کند؟
سلولزهای هویج به عنوان بخشی از یک تحقیق، برای کمک به ساخت بتن بسیار قوی تر و سازگارتر با محیط زیست مورد مطالعه قرار می گیرند. گروهی از محققان دانشگاه لنکستر بریتانیا از نانو ذرات سبزیجات ریشه ای مانند هویج برای تولید بتن قوی‌تر استفاده کردند. آنها دریافتند که مقاومت بتن با استفاده از مقادیر کمی از عصاره هویج 80 درصد افزایش یافته است.
نانوپلاکت‌هایی که از الیاف هویج به دست می‌آیند به این ماده کمک می‌کنند تا با هزینه کمتری استحکام پیدا کند. اتحادیه اروپا بودجه 195000 پوندی را برای دانشگاه لنکستر برای ادامه کار تحقیقاتی بیشتر اختصاص داد.
این مقاله به بررسی فناوری جدید نانوذرات هویج در توسعه بتن اقتصادی و سبز برای آینده می پردازد.
سلولز هویج برای بتن
این مطالعه با استفاده از ذرات هویج توسط یک شرکت مستقر در اسکاتلند، به نام CelluComp، که روی توسعه مواد پایدار کار می کند، آغاز شد.
آب در هویج به وفور وجود دارد، اما به دلیل وجود سلولز در آن، هویج سفت و ترد است. سلولز یک ماده فیبری است که در همه گیاهان وجود دارد. این الیاف بلوک های سازنده اصلی سبزیجات هستند. سلولز در چوب نیز یافت می شود اما به دلیل سختی استخراج، سبزیجات برای این منظور ترجیح داده می شوند.
این سلولزها به عنوان نانوپلاکت‌ها یا الیاف هویج نامیده می‌شوند، که وقتی در مقادیر کمی به بتن اضافه می‌شوند، رفتار آب در طول فرآیند هیدراتاسیون سیمان را تغییر می‌دهند. فیبر طبیعی استحکام مستقیم ایجاد نمی کند. با این روش که آن را روی آب نگه می دارد و با سیمان واکنش می دهد که به بتن استحکام می بخشد.
مخلوط هویج به جلوگیری از ترک خوردن بتن کمک می کند و همچنین با سیمان مورد نیاز کمتر، انتشار دی اکسید کربن را کاهش می دهد. تمام سبزیجات مورد استفاده در تحقیقات محققان دانشگاه لنکستر، از ضایعات مواد غذایی بازیافت شده است. در حالی که آزمایشات هنوز ادامه دارد، مشخص شد که این مخلوط از تمام افزودنی های سیمانی موجود در بازار مانند گرافن و نانولوله‌های کربنی بهتر عمل میکند.
کامپوزیت های سیمانی جدید از هویج
نانوکامپوزیت های سیمانی، جدید از ترکیب سیمان پرتلند معمولی با نانوپلاکت ها به دست می آیند. مقدار کمی از این کامپوزیت ها باعث تغییر ریزساختارها و تغییر خواص مکانیکی بتن می شود. این امر به طور قابل توجهی مصرف انرژی و انتشار دی اکسید کربن را در طول تولید سیمان کاهش می دهد.
مهندسان دانشگاه لنکستر بیان می کنند که در هر متر مکعب، 40 کیلوگرم سیمان پرتلند معمولی کمتر استفاده می کنند. نتایج اولیه نشان داد که نیم کیلوگرم نانومواد هویج؛ باعث کاهش 10 کیلوگرم سیمان در هر متر مکعب بتن می شود.
مزایای استفاده از نانومواد هویج در سیمان
1. بتن معمولی از سیمان پرتلند، آب و سنگدانه ها ساخته می شود. این ترکیب موجب انتشار کربن در طول ساخت و همچنین در طول تولید بتن است.
2. این فناوری در مقایسه با بتن سنتی، از مواد سیمانی کمتری استفاده میکند و دستیابی به یک بتن قوی تر در ساخت و ساز را تسهیل می کند. مصرف بتن کمتر، میزان سیمان مصرفی را کاهش می دهد. این امر باعث کاهش قابل توجه انتشار دی اکسید کربن و مصرف انرژی کمتر در طول تولید سیمان می شود.
3. نانو پلاکت های هویج یک بتن با ساختار متراکم ایجاد می کند. این باعث کاهش تعداد ترک هایی می شود که در بتن ظاهر می شوند. بتن ریزساختارتر و متراکم تر نیز به جلوگیری از خوردگی و افزایش دوام سازه کمک می کند.
4. طبق مطالعات انجام شده، نانو پلاکت‌های سبزیجات، میزان هیدرات سیلیکات کلسیم (CSH) ، که ترکیب اولیه برای ایجاد مقاومت در بتن است را، افزایش می‌دهند. نتایج به‌دست‌آمده از افزودنی‌های هویج، در مقایسه با افزودنی‌های سیمان سنتی، دارای ویژگی‌های برتری است.
5. سلولز، به عنوان یک افزودنی سیمان، و نیز به عنوان یک محصول جانبی تولیدات کشاورزی، می تواند به مقدار زیادی از ضایعات گیاهی موجود به دست آید. از این رو، این یک منبع الیاف بتن ارزان و سازگار با محیط زیست است.
آزمایشات و مطالعات هنوز در حال انجام است تا آن را به عنوان یک افزودنی تجاری در دسترس برای سیمان تبدیل کند.
چه شکلی از هویج در سیمان استفاده می شود؟
سلولز هویج که به عنوان نانو پلاکت نامیده می شود به عنوان یک افزودنی برای سیمان، و برای تغییر خواص مقاومتی سیمان استفاده می شود. این سلولزها مانند مواد فیبری هستند که رفتار آب را در طول هیدراتاسیون سیمان تغییر می دهند.
مزایای استفاده از هویج به عنوان افزودنی سیمان چیست؟
مزایای استفاده از هویج به عنوان افزودنی سیمان عبارتند از:
1- ریزساختار و متراکم می کند.
2- از ایجاد ریزترک جلوگیری می کند.
3- کاهش مصرف سیمان
4- افزایش دوام
5- انتشار کمتر دی اکسید کربن.
منبع:
https://theconstructor.org/concrete/carrots-concrete/229548
گرد آوری شده توسط تیم ترجمه سفیدبام کرمانیان
