この舞台裏の記事は、National Science Foundationとの提携によりLiveScienceに提供されました。
環境にやさしいセメントを調理したい場合は、2カップの粒状の庭の石灰岩、1カップの粉砕した高炉スラグ、3杯のソーダ灰（つまり、炭酸ナトリウム）を混ぜるだけです。結果は、セメントの業界リーダーである通常のポートランドセメント（OPC）に代わる強力で持続可能な経済的な代替品になります。ドレクセル大学のミシェルバルサムのグループの研究者たちは、この一見新しいテクノロジーをここ数年にわたって作り上げてきましたが、その起源は想像以上に遡ります。
実際、エジプトの大ピラミッドへ。バルサムのグループは、ピラミッドの一部の石が石灰岩から削り出されたのではなく、初期の形態のセメントを使用して鋳造されたことを証明するように思われる研究を実施しました。ピラミッドの構築に使用された材料の一部が実際に鋳造されており、4,500年間続いている場合、それらを今日の建築材料に使用してみませんか。
「OPCは世界のCOの5〜8％を占め、莫大なエネルギーを消費します」と、現在Barsoumの代替品を市場に投入することを率先している同僚のAlex Mosesonは言います。
グリーンストーンセメントの成分
ドレクセルが作成した「グリーンストーン」セメントと呼ばれるセメントと、通常のポートランドセメントとの違いは、使用される成分と方法にあります。グリーンストーンは、アルカリ活性化セメント（AAC）で、製造時に加熱する必要がありません。むしろ、AACはすぐに入手できるリサイクルされた原料に依存しています。ほとんどがすでに加熱された産業廃棄物です。これらには、フライアッシュ、石炭火力発電所から捕獲された煙突のすす、鉄鉱石を鉄に変えるプロセスの副産物であるスラグが含まれます。
その結果、グリーンストーンの環境影響プロファイルはOPCとは劇的に異なり、消費されるエネルギーが97％削減され、CO2の生成も示されました。さらに、原材料をすぐに利用できるため、製造コストは1トンあたり75ドルから1トンあたり約50ドルになります。予想されるカーボンクレジットにより、グリーンストーンは1トンあたり5〜20ドルの追加の利益をもたらします。
しかし、パフォーマンスの点でOPCと比較するとどうですか？ 「私たちの結果と文献は、OPCと同等かそれ以上のパフォーマンスを確認しています」とBarsoum氏は言います。このグループは、強度、硬化時間、および体積安定性のベンチマークを設定するセメントテストに合格することを間近に見ています。
重要なこととして、Moseson氏は次のように述べています。つまり、棚の安定性、作業性、室温での硬化、輸送の容易さなどです。」
Mosesonは、ムンバイのIITボンベイに滞在し、論文の研究を行っている間に、このような実際のアプリケーションを追求しました。彼は地元の研究者と協力して、インドで設定されたセメントの基準を満たすAACを開発し、グリーンストーンの生産がスラムに住む人々に力を与える方法を調査しました。今日、地元のツールと労働力を使用して地元の材料で作られた3つの製品は、現在、そこで主要なセメントメーカーによって検討されています。
グループはGreenstoneを採用し、会社Greenstone Technologies、Incを設立しました。彼らは2009年に彼らの発見に関する科学的結果を発表し始め、2011年11月に セメントおよびコンクリート複合材料 ドレクセルグリーンセメントの実用的な可能性について議論しました。研究者たちは現在、投資家や可能なパートナーと話し合っています。コストの削減、汚染の削減、パフォーマンスの向上というメリットを主張しているにもかかわらず、ドレクセルセメントを市場に出すのに障害はありますか？ 「これを市場に出すための課題には、原料間のばらつきや、新しい材料の検証にかかる時間が含まれます」とMoseson氏は言います。 「私たちの研究では変動を補償することができますが、加工業者がフライアッシュとスラグを副産物ではなく副産物として考えて、セメントで使用するためにこれらの材料を標準化するのに役立つとしたら、助かります。
「また、強力な市場の力を克服する必要があります。 OPCは3,000億ドル規模の世界市場であり、ビルダーや業界に何か他のものを使用するよう説得することは困難です。新しいセメントがOPCである限り、セメントが持続することを人々に納得させることも課題です。」さらに、1950年代には、先行技術または技術に関連する事前知識が非常に多いため、彼らの製品は特許を受けることができません。これは、投資家にとって時々抑止力となります。これらのハードルにもかかわらず、彼らの仕事への関心は高まっています。
興味深いことに、AACはまったく新しいものではありません。 1950年代と1960年代には、旧ソ連の一部の建物でAACの形式が使用されました。エジプトの大ピラミッドに加えて、この研究のインスピレーションの多くは古代ローマから来ています。 「ローマ人が建てたものはすべて同じような成分で作られていました」とMosesonは言います。 「ローマ時代の建物が長持ちするかどうかは、2000年も前からわからないでしょうが、それによって、この建造物の持続力がわかります。」
編集者注： Behind the Scenesの記事に描かれている研究者は、 国立科学財団、連邦政府機関は、科学と工学のすべての分野にわたる基本的な研究と教育への資金提供を担当しています。この資料に記載されている意見、調査結果、結論または推奨事項は著者のものであり、必ずしも全米科学財団の見解を反映するものではありません。を参照してください 舞台裏のアーカイブ.
