آیا امکان کشت سیمان وجود دارد؟ مواد پرومتئوس و تبدیل آنها به بتن

نوآوری زمانی رشد می کند که برای مشاهده، پرسش و تصور مجدد دنیای اطرافمان مکث کنیم و چالش ها را به فرصت هایی برای پیشرفت تبدیل کنیم. طبیعت، به ویژه، به عنوان منبع غنی الهام عمل می کند. با مشاهده آن، مطالعه چالش‌های روزانه آن و تفکر در فرآیندهای آن، می‌توانیم بینش‌های ارزشمندی را کشف کنیم که الهام‌بخش راه‌حل‌های نوآورانه است.

یکی از این چالش‌های کنونی، تولید بتن است، یک ماده قدیمی و بسیار محبوب که در حال حاضر مسئول بخش قابل توجهی از انتشار CO2 جهانی است، به دلیل فرآیند انرژی بر تولید سیمان و واکنش‌های شیمیایی درگیر. تخمین زده می شود که تقریباً 8٪ از انتشار سالانه CO2 در جهان را به عهده دارد، روزانه 11 میلیون تن CO2 را به جو پمپاژ می کند و 9٪ از مصرف سالانه آب صنعتی جهان را مصرف می کند. علاوه بر این، انتظار می‌رود تا سال 2060 ذخایر ساختمانی جهان دو برابر شود – معادل ساخت یک شهر نیویورک در هر ماه برای 36 سال آینده، که به معنای افزایش باورنکردنی تقاضا برای سیمان و بتن است. در مواجهه با این وضعیت دلهره آور، آیا کاری می توانیم انجام دهیم؟ در این مقاله، ما با لورن برنت، مدیر عامل Prometheus Materials صحبت می کنیم، که ماده ای را توسعه داده است که فرآیندهای طبیعت را تقلید می کند تا بتن را همانطور که می شناسیم بازسازی کند.

بیشتر بخوانید : نکات مهم در طراحی ویلا 

سفر برای ایجاد این ماده با ابتکار وزارت دفاع ایالات متحده برای یافتن مواد خام پایدار و در دسترس برای ساخت و ساز در محیط های محروم از منابع آغاز شد. چهار استاد از دانشگاه بولدر در کلرادو – طی یک دوره پنج ساله – فرآیند جدیدی را توسعه دادند که از ریزجلبک ها به عنوان مصالح ساختمانی استفاده می کند. به عبارت دیگر، به جای ایجاد یک ماده خام جدید، آن را کشت کردند. این اساتید، همراه با لورن برنت، Prometheus Materials را در سال 2021 تأسیس کردند و همچنان به ایفای نقش‌های مشاوره فعال در شرکت ادامه می‌دهند.

برنت توضیح می‌دهد که این فرآیند از طبیعت الهام می‌گیرد، به‌ویژه از قابلیت‌های چشمگیر ریزجلبک‌های طبیعی استفاده می‌کند – همان میکروارگانیسم‌هایی که در دریاچه‌ها، رودخانه‌ها، اقیانوس‌ها و استخرهای ماهی یافت می‌شوند. در داخل بیورآکتورهای پر از آب، این ریزجلبک‌ها برای تولید کلروفیل تحریک می‌شوند که به کمک دیودهای تابش نور به‌طور استراتژیک قرار می‌گیرند. آب حاوی مواد مغذی و مواد طبیعی، تشکیل کربنات کلسیم را از طریق فرآیندی به نام بیومرینالیزاسیون تسهیل می کند. در اصل، این شبیه به ایجاد طبیعی پوسته‌ها و صخره‌های مرجانی است، اما آن‌ها توانستند آن را تا حدی مهار و شتاب دهند که به ماده خام برای تولید سیمان زیستی با کربن صفر با کارآمدی بالا تبدیل شود. هنگامی که سیمان زیستی با سنگدانه مخلوط می شود، یک بتن زیستی بدون کربن با خواص مکانیکی، فیزیکی و حرارتی که قابل مقایسه یا برتر از بتن پایه سیمان پرتلند است تشکیل می دهد. و انتقال سیمان سنتی و جداکننده‌های کربن موجود در ریزجلبک‌ها و بیومرینالیزاسیون. یکی دیگر از ویژگی‌های اساسی راه‌حل ما این است که تقریباً تمام آب مورد استفاده در تولید به زمین بازگردانده می‌شود.»

بیشتر بخوانید : طراحی دفتر کار و باید های آن 

سنگدانه های مورد استفاده در بتن زیستی با تاکید بر ترکیب مواد بازیافتی تا جایی که ممکن است، منابع محلی هستند. بتن پرومتئوس در مقایسه با بتن سنتی عملکرد چشمگیری را در چندین پارامتر نشان می دهد. لورن برنت اشاره می کند که “بتن زیستی بدون کربن ما حدود 15 تا 20 درصد سبک تر است که مزایای اقتصادی و زیست محیطی را به همراه دارد و مقاومت فشاری آن با بتن سنتی رقابت می کند، در حالی که مقاومت خمشی آن 3 تا 4 برابر بیشتر است. .. استحکام باند ماده ما دارای مدول گسیختگی (MOR) 660-990 PSI است، در مقایسه با 200-325 PSI برای بتن سنتی – بنابراین ما در این دسته 3 برابر بهتر هستیم. استحکام مواد ما نیاز را کاهش می دهد. برای تقویت فولاد در برخی کاربردها.”

بتن پرومتئوس علاوه بر قدرت ساختاری خود، از الزامات عملکرد ASTM فراتر می رود و مقاومت بیشتری در برابر انفجار از خود نشان می دهد. وقتی صحبت از خواص آکوستیک به میان می‌آید، عملکرد بهتری از بتن سنتی با ضریب نسبت نویز (NRC) 0.60 در مقایسه با 0.05 دارد و آزمایش‌های انتقال صدا اضافی در حال انجام است. این ماده همچنین در عایق حرارتی عالی است و انتقال حرارت را تا 90٪ در مقایسه با بتن سنتی کاهش می دهد، بنابراین کربن عامل را کاهش می دهد و همچنین کربن تجسم را حذف می کند.

Prometheus دورهای مالی دریافت کرده است که به آن اجازه می دهد تا تأسیسات تولید آزمایشی و تولید بیوتکنولوژی را بسازد و تیم خود را گسترش دهد. در حال حاضر، این شرکت در حال پالایش محصولات بیو سیمان و بیو بتن با کربن صفر خود است و در عین حال پیشنهادات نوآورانه ای مانند واحدهای بنایی بیوکلاک صفر کربنی را معرفی می کند. با نگاهی به آینده، این شرکت به رشد قابل توجه و همچنین تنوع بخشیدن به خط تولید خود از طریق بررسی تغییرات سیمان زیستی و بتن زیستی و صدور مجوز فناوری خود به تولیدکنندگان موجود، با تعهد قوی برای ایجاد تأثیر جهانی قابل توجه بر کربن چشم انتظار است. کاهش.

بیشتر بخوانید : طراحی اتاق نشیمن و نقش آن در کیفیت زندگی 

در افتتاحیه دوسالانه معماری شیکاگو، شرکت معماری سنتی Skidmore, Owings & Merrill (SOM) از Bio-Block™ Spiral با همکاری Prometheus Materials رونمایی کرد. SOM یک نصب مارپیچی از بلوک‌های زیستی طراحی کرده است که بازدیدکنندگان را به کشف بازار فولتون دعوت می‌کند. با چرخاندن بلوک‌های ساختمانی برای ایجاد بازشوها و انتهای چین‌دار برای بهبود ساختار، نصب بر سادگی ساخت بلوک و ملات تأکید می‌کند و در عین حال تطبیق‌پذیری فرم بلوک زیستی را نشان می‌دهد. این پتانسیل را دارد که انتشار جهانی CO2 را تا 8٪ در صورت استقرار در مقیاس کاهش دهد. در حالی که از طریق آزمایش عملکرد بیشتر می گذرد، در حال حاضر برای پروژه های منتخب در دسترس است و جایگزینی پایدار برای واحدهای بنایی بتنی که معمولاً در ساخت و سازهای معاصر استفاده می شود ارائه می دهد. این مارپیچ نقطه عطف مهمی در پیشبرد پذیرش این ماده سازگار با محیط زیست و رسیدگی به بحران آب و هوا است.

اساساً، تأکید پرومتئوس بر مبارزه با تغییرات آب و هوایی و در عین حال برآوردن تقاضاهای رو به رشد بخش ساخت و ساز است. در جهانی که انتشار جهانی CO2 همچنان در حال افزایش است، تعهد آنها به دستیابی به کاهش قابل توجه با هدف قرار دادن وضعیت کربن منفی نشان دهنده تعهد آنها به آینده ای پایدارتر است. برای نتیجه گیری، برنت محاسبه می کند که “در حال حاضر حدود 53 گیگاتن CO2 در سطح جهان به صورت سالانه منتشر می شود – و این تعداد در حال افزایش است، نه کاهش. هدف کلی ما در Prometheus Materials، به مرور زمان، کاهش انتشار CO2 به میزان یک گیگاتن یا کاهش می یابد. بیشتر در سال.”

گروه معماری خانه نو طرح نو – مجله معماری خانه نو طرح نو 1401

تمامی مطالب این پیج متعلق به مجله معماری خانه نو طرح نو می باشد و هرگونه کپی برداری با ذکرمنبع مجاز است