कंक्रीट को अधिक टिकाऊ बनाने की चुनौती ने ऑस्ट्रेलियाई शोधकर्ताओं की एक टीम के काम की बदौलत एक महत्वपूर्ण छलांग लगाई है। आरएमआईटी विश्वविद्यालय में, समूह का नेतृत्व किया गया चमिला गुणसेकरा एक नया कम-उत्सर्जन कंक्रीट मिश्रण विकसित करने में कामयाब रहे जो 80% फ्लाई ऐश और तालाब की राख का उपयोग करता है, इस प्रकार हरे कंक्रीट के वर्तमान संस्करणों की तुलना में सीमेंट की मात्रा आधी हो जाती है।
इस सफलता की कुंजी? नैनो-एडिटिव्स का उपयोग जो रसायन विज्ञान को संशोधित करता है इस सामग्री का, इंजीनियरिंग प्रदर्शन से समझौता किए बिना राख प्रतिशत को बढ़ाने की अनुमति देता है।
कोयले की राख के पुनर्चक्रण का महत्व
फ्लाई ऐश, या फ्लाई ऐश, कोयले के दहन से निकलने वाला अवशेष है। अनुमान है कि अकेले 2022 में, कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्रों ने 1,2 बिलियन टन से अधिक इस सामग्री का उत्पादन किया। भले ही कई देश नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों के पक्ष में कोयला छोड़ रहे हैं, अब तक उत्पादित राख दशकों तक बनी रहेगी और बड़े पैमाने पर इसका पुन: उपयोग किया जाना चाहिए।
CO2 उत्सर्जन को कम करने के लिए निर्माण उद्योग पहले से ही कोयले की राख से बनी ईंटों और कंक्रीट का उपयोग करता है। हालाँकि, गुणसेकरा और उनकी टीम का शोध (मैं इसे यहां लिंक करूंगा) उद्योग को अपने कार्बन पदचिह्न को कम करने में और मदद कर सकता है।
न केवल उड़ने वाली राख, बल्कि तालाब की राख भी
आरएमआईटी शोधकर्ताओं ने फ्लाई ऐश का पुन: उपयोग नहीं किया। उन्होंने तालाब की राख, या तालाब की राख के साथ भी काम किया, जो बिजली संयंत्रों के पास तालाबों को बसाने में पाई जाने वाली फ्लाई ऐश का एक अप्रयुक्त रूप है। इस सामग्री को उपयोग करने से पहले न्यूनतम प्रसंस्करण की आवश्यकता होती है।
फ्लाई ऐश की तुलना में, अपनी विभिन्न विशेषताओं के कारण तालाब की राख का निर्माण में बहुत कम उपयोग किया जाता है। ऑस्ट्रेलियाई बांधों में सैकड़ों मेगाटन अपशिष्ट राख है, और विश्व स्तर पर इससे भी अधिक।
चमिला गुणसेकरा
पर्यावरणीय खतरा मानी जाने वाली इस सामग्री का निर्माण घटक के रूप में उपयोग करना सभी मोर्चों पर एक जीत है।
आशा डेवलपमेंट एसोसिएशन ऑस्ट्रेलिया
कम उत्सर्जन वाले कंक्रीट के प्रदर्शन को बेहतर बनाने के लिए नैनो-एडिटिव्स
गुणसेकरा कहते हैं, "अल्ट्रा-फाइन नैनो-एडिटिव्स को शामिल करने से सामग्री में काफी सुधार होता है, जिससे इसकी घनत्व और कॉम्पैक्टनेस बढ़ जाती है।" "कंक्रीट रसायन विज्ञान को संशोधित करने के लिए नैनो-एडिटिव्स जोड़ने से इंजीनियरिंग प्रदर्शन से समझौता किए बिना अधिक फ्लाई ऐश जोड़ने की अनुमति मिलती है।"
टीम ने कम उत्सर्जन वाले कंक्रीट मिश्रण में फ्लाई ऐश और तालाब की राख का उपयोग करके बड़े कंक्रीट बीम बनाए, जो दर्शाते हैं कि वे ऑस्ट्रेलियाई इंजीनियरिंग और पर्यावरण नियमों को पूरा करते हैं।
समय के साथ स्थायित्व की गारंटी देने वाला एक पूर्वानुमानित मॉडल
नई सामग्रियों के उपयोग में एक चुनौती यह साबित करना है कि वे टिकाऊ हैं और समय के साथ तेजी से खराब नहीं होती हैं। इस समस्या का समाधान करने के लिए, आरएमआईटी शोधकर्ताओं ने कम-उत्सर्जन कंक्रीट संरचनाओं के दीर्घकालिक प्रदर्शन की भविष्यवाणी करने के लिए एक भौतिकी-आधारित मॉडल विकसित किया है।
मॉडल, के सहयोग से विकसित किया गया योगराज एलकनेस्वरन जापान में होक्काइडो विश्वविद्यालय, समय के साथ नए कंक्रीट मिश्रणों के प्रदर्शन की भविष्यवाणी करने की अनुमति देता है।
मॉडल परिणामों के लिए धन्यवाद, शोधकर्ता अपने प्रदर्शन को बेहतर बनाने के लिए मिश्रण को अनुकूलित कर सकते हैं। गुनासेकरा बताते हैं, "उदाहरण के लिए, हम यह देखने में सक्षम हैं कि कैसे तेजी से सेट होने वाले नैनो-एडिटिव शुरुआती सेटिंग चरणों में बूस्टर के रूप में कार्य करते हैं, बड़ी मात्रा में फ्लाई ऐश और धीमी-सेटिंग टिन की भरपाई करते हैं।"
नया कम-उत्सर्जन कंक्रीट: बड़े पैमाने पर अपनाने की ओर
टीम अपनी तकनीक में विश्वास पैदा करने और समुदायों और स्थानीय सरकारों को कम उत्सर्जन वाले कंक्रीट को अपनाने के लिए प्रोत्साहित करने के लिए इन डिजिटल सिमुलेशन का उपयोग करने की योजना बना रही है।
अनुसंधान, परियोजना के हिस्से के रूप में एआरसी औद्योगिक परिवर्तन अनुसंधान हब में आयोजित किया गया TREMS (एक परिपत्र अर्थव्यवस्था के लिए इंजीनियर्ड सामग्री और समाधान के लिए पुनः प्राप्त अपशिष्ट संसाधनों का परिवर्तन), यह अधिक टिकाऊ निर्माण क्षेत्र की दिशा में एक महत्वपूर्ण कदम का प्रतिनिधित्व करता है।
दुनिया में सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली सामग्रियों में से एक, कंक्रीट में सीमेंट की मात्रा को आधा करने से ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को कम करने पर भारी प्रभाव पड़ सकता है। साथ ही, भारी मात्रा में अपशिष्ट राख का पुन: उपयोग करने से लंबे समय से चली आ रही पर्यावरणीय समस्या को हल करने में मदद मिलती है।
अब चुनौती इस तकनीक को प्रयोगशाला से निर्माण स्थल तक लाने, परिवर्तन के अपरिहार्य प्रतिरोध पर काबू पाने और बड़े पैमाने पर इसकी व्यवहार्यता का प्रदर्शन करने की है। लेकिन ऐसे आशाजनक परिणामों के साथ, कम उत्सर्जन वाला कंक्रीट जल्द ही ऑस्ट्रेलिया और दुनिया भर में निर्माण उद्योग के लिए नया मानक बन सकता है।
