تولید مصالح ساختمانی سبز با بهره گیری از باکتری و ادرار!
گردو دانلود: دانشمندان در آلمان با موفقیت ادرار را به عنوان قسمتی از پروژه ای که با هدف ایجاد تحولی در ساخت و ساز پایدار با بوجودآوردن مصالح ساختمانی از زباله به انجام می رسد، به بتُن زیستی مبدل کرده اند.
به گزارش گردو دانلود به نقل از ایسنا، یک گروه از دانشمندان با بهره گیری از اوره صنعتی، به مقاومت فشاری بالاتر از ۵۰ مگاپاسکال رسیدند که بطور قابل توجهی از مواد زیست کانی سازی شده قبلی پیشی گرفت.
به نقل از آی ای، این گروه تحقیقاتی به رهبری لوسیو بلاندینی (Lucio Blandini)، رییس موسسه سازه های سبک و طراحی مفهومی (ILEK) در دانشگاه اشتوتگارت، از زیست کانی سازی میکروبی که یک پروسه زیست فناوری که در آن باکتری ها اوره موجود در ادرار را به کریستال های کربنات کلسیم تبدیل می کنند، استفاده کردند.
این کریستال های دایره ای بزرگ با شیارهای شعاعی با سطوح صاف، ذرات شن را به هم متصل می کنند و در نتیجه یک زیست کانی سازی قوی و سازگار با محیط زیست ایجاد می شود که از نظر شیمیایی شبیه ماسه سنگ طبیعی است.
این پروژه با نام SimBioZe، زمانی شروع شد که پژوهشگران ادرار را به عنوان یک منبع فراوان اما کم استفاده تشخیص دادند و آنها را بر آن داشت تا زیست کانی سازی میکروبی را به عنوان جایگزینی پایدار برای تولید بتن سنتی مورد بررسی قرار دهند.
با حمایت وزارت علوم، تحقیقات و هنر ایالت بادن-وورتمبرگ، مطالعه امکان سنجی اولیه با موفقیت امکان تبدیل ادرار به بتن زیستی سازگار با محیط زیست را نشان داد.
مصالح ساختمانی سبز
در صورتیکه بتن با تولید سالانه تقریباً چهار میلیارد تُن، پرکاربردترین مصالح ساختمانی در سطح جهان است، قیمت بالای زیست محیطی آن، بخش ساخت و ساز را به سوی یافتن جایگزین های پایدارتر سوق می دهد.
تولید سیمان که ماده اصلی بتن است، نیاز به گرم کردن سنگ آهک تا دمای حدود ۲۶۴۲ درجه فارنهایت (۱۴۵۰ درجه سانتیگراد) دارد که منجر به مصرف مقادیر زیادی انرژی و انتشار قابل توجه گازهای گلخانه ای می شود.
در کوشش برای روبرو شدن با این چالش زیست محیطی، پژوهشگران بوسیله روشی نوآورانه، یک محصول زائد رایج را بطور همزمان به مصالح ساختمانی و کودهای باارزش تبدیل کردند و بتن زیستی را به عنوان یک جایگزین امیدوارکننده توسعه دادند.
مایا اسمیرنووا (Maiia Smirnova)، کارشناس ارشد علوم توضیح می دهد که بتن زیستی بوسیله کانی سازی زیستی تولید می شود، فرآیندی که در آن موجودات زنده بوسیله واکنش های شیمیایی مواد معدنی تولید می کنند.
او اضافه کرد: ما پودری حاوی باکتری را با شن مخلوط می نماییم، مخلوط را در قالب قرار می دهیم و سپس آنرا در طول سه روز در یک پروسه خودکار با ادرار غنی شده با کلسیم شستشو می دهیم. تجزیه اوره توسط باکتری ها، همراه با افزودن کلسیم به ادرار، موجب رشد کریستال های کربنات کلسیم می شود.
این فرایند، مخلوط شن را به بتن زیستی مبدل می کند و در نهایت ماده جامدی تولید می کند که از نظر شیمیایی شبیه به ماسه سنگ آهکی طبیعی است. او اضافه کرد: بسته به قالب، عناصر را می توان در اشکال و اندازه های مختلف و با حداکثر عمق ۱۵ سانتی متر ایجاد کرد.
آزمایش ها نتایج برجسته ای به همراه دارند
بگفته پژوهشگران، هنگام استفاده از اوره با درجه صنعتی، بتن زیستی به مقاومت فشاری بالاتر از ۵۰ مگاپاسکال (MPa) رسید که آنرا بطور قابل توجهی از مواد معدنی زیستی موجود محکم تر می کند.
در همین حال، آزمایش ها با ادرار مصنوعی، استحکامی معادل ۲۰ مگاپاسکال ایجاد کرد، در صورتیکه ادرار واقعی انسان به سبب کاهش فعالیت باکتری ها در طول فرایند، استحکامی حدود ۵ مگاپاسکال ایجاد کرد. پژوهشگران قصد دارند این مقاومت را بیشتر بالا برند و استحکامی معادل ۳۰ تا ۴۰ مگاپاسکال را هدف قرار دهند که برای ساختمان هایی تا سه طبقه کافی است.
این گروه هم اکنون درحال ارزیابی مقاومت بتن زیستی در وضعیت انجماد و ذوب و تعیین مناسب بودن آن برای کاربردهای فضای باز است. مرحله دوم این پروژه که بتازگی برای سه سال دیگر تامین مالی شده است، بر بهینه سازی فعالیت باکتری ها و اصلاح بیشتر پروسه تولید تمرکز خواهد داشت.
علاوه بر این، دانشمندان برای آزمایش کاربردپذیری این بتن در دنیای واقعی، قصد دارند یک مرکز آزمایشی در فرودگاه اشتوتگارت بسازند. این مرکز، ادرار جمع آوری شده از مناطق عمومی با تراکم بالا را پردازش می کند، آنرا به بتن زیستی مبدل می کند و همزمان کودهای باارزش را استخراج می کند. این پروژه با بوجودآوردن یک اقتصاد چرخشی که مواد مغذی را بازیابی و ضایعات را به حداقل می رساند، نمونه ای از زیرساخت های پایدار شهری است.
منبع: gerdoodl.ir
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب