محققان ژاپنی با ابداع یک فناوری نوین، گامی بلند در راستای پایداری و کاهش اثرات زیست‌محیطی صنعت ساخت‌وساز برداشته‌اند. این نوآوری پیشگامانه، امکان تبدیل ضایعات ساختمانی و شیشه را به نوعی سیمان قوی و با دوام فراهم می‌کند که بدون نیاز به سیمان سنتی (OPC) تولید می‌شود. این دستاورد نه تنها هزینه‌ها را کاهش می‌دهد، بلکه به دو چالش بزرگ صنعت، یعنی ردپای کربن سیمان و معضل دفن زباله‌های صنعتی، پاسخی مؤثر می‌دهد.
جامدکننده‌ای با خواص چسبندگی بالا و بدون سیمان سنتی
این جامدکننده خاک جدید که به طور کامل از ضایعات صنعتی ساخته شده است، خواص چسبندگی خاک با استحکام بالایی را از خود نشان می‌دهد. این ماده جدید، در مقایسه با مصالح سنتی، به طور قابل توجهی هزینه‌ها و اثرات زیست‌محیطی را کاهش می‌دهد. مخلوط حاصل، پس از فعال‌سازی و عملیات حرارتی، استحکام فشاری بیش از ۱۶۰ کیلونیوتن بر متر مربع را ایجاد می‌کند که از آستانه‌های مورد نیاز برای تثبیت خاک زیر جاده‌ها، ساختمان‌ها و پل‌ها فراتر می‌رود.
پروفسور شینیا اینازومی، یکی از پژوهشگران این پروژه، تاکید می‌کند: “این پژوهش نشان‌دهنده یک پیشرفت قابل توجه در مصالح ساختمانی پایدار است. ما با استفاده از دو محصول پسماند صنعتی، جامدکننده‌ای تولید کرده‌ایم که نه تنها استانداردهای صنعت را برآورده می‌کند، بلکه به رفع چالش‌های دوگانه ضایعات ساختمانی و انتشار کربن نیز کمک می‌کند.”
مسیری سبزتر برای توسعه زیرساخت‌ها
تولید سیمان سنتی (OPC) مسئول ۷ تا ۸ درصد از انتشار کربن در جهان است. همزمان، حجم عظیمی از ضایعات صنعتی مانند ضایعات ساختمانی و شیشه در محل‌های دفن زباله انباشته می‌شوند. هدف اصلی تیم تحقیقاتی ژاپنی، حل همزمان هر دو مشکل با یک ماده واحد است.
این فناوری نوین، به پردازش در دماهای خاص (۱۱۰- و ۲۰۰+ درجه سانتی‌گراد) وابسته است تا واکنش شیمیایی ماده را تسریع کند و در عین حال، مقدار مواد مورد نیاز را کاهش دهد. این ترکیب، هنگامی که با سیلیس زمین مخلوط می‌شود، خاک را به یک ژئوپلیمر قدرتمند تبدیل و جامد می‌کند.
اینازومی توضیح می‌دهد که پایداری نباید به قیمت ایمنی زیست‌محیطی تمام شود. او به یک نگرانی بالقوه زیست‌محیطی در فرمول‌های اولیه، یعنی شستشوی آرسنیک، اشاره می‌کند که با افزودن کلسیم هیدروکسید به ترکیب، این مشکل به طور موثری کاهش یافت. این فناوری، قابلیت تثبیت خاک‌های ضعیف را در زیر جاده‌ها، ساختمان‌ها و پل‌ها، بدون اتکا به سیمان سنتی، در توسعه زیرساخت‌های شهری دارد. این امر به ویژه در مناطقی با خاک‌های رسی مشکل‌ساز که روش‌های تثبیت مرسوم پرهزینه و از نظر زیست‌محیطی سنگین هستند، ارزشمند است.
از واکنش اضطراری تا ساخت و ساز جهانی
این مواد جدید فراتر از پایداری، مزایای عملی فراوانی را ارائه می‌دهند. آنها به سرعت عمل می‌آیند، کارایی عالی دارند و در برابر آسیب‌های ناشی از عوامل استرس‌زای محیطی مانند چرخه‌های انجماد-ذوب، سولفات‌ها و کلریدها مقاومت بالایی از خود نشان می‌دهند. این ویژگی‌ها، این ماده را برای تثبیت اضطراری خاک در مناطق فاجعه‌زده و همچنین زیرساخت‌های طولانی‌مدت در محیط‌های خشن ایده‌آل می‌سازد.
در حوزه توسعه روستایی، این ماده حتی می‌تواند برای تولید آجرهای خاک کم‌کربن، مشابه نمونه‌های تولید شده در تلاش‌های قبلی، مورد استفاده قرار گیرد. این امر، جایگزینی پایدار برای آجر یا بتن سنتی با کربن فشرده ارائه می‌دهد.
اینازومی بر دیدگاه گسترده‌تر پشت این کار خود تاکید می‌کند: “با توسعه یک جامدکننده ژئوپلیمری از جریان‌های ضایعات به راحتی در دسترس، ما نه تنها یک راه‌حل مهندسی پایدار ارائه می‌دهیم، بلکه نحوه ارزش‌گذاری محصولات جانبی صنعتی را در دنیایی با منابع محدود بازتعریف می‌کنیم.”
این مطالعه مهم در مجله Cleaner Engineering and Technology به چاپ رسیده است. آیا این فناوری می‌تواند آینده ساخت‌وساز را تغییر دهد و راه را برای شهرهای پایدارتر هموار کند؟
