ساخت آجر‌های هوشمند انرژی با استفاده از پسماند

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا به نقل از اینترستینگ اینجینیرینگ، ، مهندسان دانشگاه RMIT آجر‌هایی با انرژی کارآمد ساخته اند که می‌تواند قبض برق را تا ۵ درصد کاهش دهد؛ دستاوردی که تولید کنندگان آجر با استفاده از آن می‌توانند در دمای پخت با جایگزینی خاک رس با مواد زائد، ۲۰ درصد در مصرف انرژی صرفه جویی کنند.

پژوهشگران برای ساخت این آجرها با شرکت «ویسی» «Visy» بزرگترین شرکت بازیافت استرالیا، همکاری کردند که سالانه ۵۱۲ هزار تن ظروف و بطری‌های شیشه‌ای را بازیافت کرده و از آن‌ها ۳.۲ میلیارد بطری و شیشه می‌سازند.

محققان برای ساخت این آجر‌ها از مواد به درد نخوری که راهی سطل زباله شده اند مانند شیشه، قطعات کوچک و محصولات جانبی احتراق استفاده کردند. آن‌ها به عنوان جایگزینی برای خاک رس، حداقل از ۱۵ درصد زباله شیشه و ۲۰ درصد زباله جامد یا خاکستر سوخته استفاده کردند. 

«دیلان رابرت» «Dilan Robert»، سرپرست این گروه تحقیقاتی می‌گوید: سالانه حدود ۱.۴ تریلیون آجر در پروژه‌های ساختمانی در سطح جهان استفاده می‌شود. تولید آجر، انتشارات مضری از جمله دی اکسید کربن، دی اکسید گوگرد و کلر از خود به جا می‌گذارد که فشار جدی بر منابع طبیعی ما، به ویژه خاک رس وارد می‌آورد.

این پژوهشگران موفق شدند آجر‌هایی را در آزمایشگاه بسازند که شبیه آجر‌های ساخته شده در کارخانه‌های واقعی است. آن‌ها برای این کار از دستگاه پودرساز استفاده کردند تا خاک رُس را به اندازه مورد نیاز خرد کند.

سپس برای حذف رطوبت، خاک رس و پسماند را به مدت ۲۴ ساعت خشک کردند. مرحله بعدی شامل مخلوط کردن آن با مقدار مشخصی آب و فرآیند تراکم بود. برای جلوگیری از ترک خوردن ناشی از تبخیر آب در طی فرآیند پخت، آجر‌ها ابتدا در هوای محیط به مدت دو روز خشک و سپس به مدت ۲۴ ساعت پس از فشرده شدن در اجاق خشک شدند و مرحله نهایی فرایند، پخت در کوره بود.

«بیپلاب پریمنیک» (Biplob Pramanik) از مجریان این طرح گفت: این آجرها، تمام استاندارد‌های مربوط به ساختار، دوام و پایداری محیطی را تامین می‌کنند و استفاده از آن‌ها ایمن است. همچنین با تغییر فرمولاسیون ما، امکان تولید آجر‌های سبک وزن در طیف رنگی از سفید تا قرمز تیره نیز وجود دارد.

دمای پخت نهایی ۹۵۰ درجه سانتیگراد (۱۷۴۲ درجه فارنهایت) به عنوان مناسب‌ترین دمای پخت برای زیبایی شناسی انتخاب شد. همچنین در این دما، آجر‌ها به استحکام لازم برای مصارف ساخت و ساز می‌رسند. اندازه ذرات در خواص آن‌ها تاثیر دارد چراکه اندازه‌های ریزتر منجر به بهبود مقاومت فشاری بهتری می‌شود.

تمرکز این پژوهشگران بر روی مزایای اقتصادی استفاده از پسماند در تولید آجر و کاهش انتشار CO۲ بود. آجر‌های ساخته شده از ضایعات، ۲۴ درصد خواص حرارتی کمتری نسبت به آجر‌های معمولی دارند. همانطور که اشاره شد، آن‌ها برای پخته شدن به دمای کمتری نیاز دارند. این به معنای صرفه جویی ۱۵۸ هزار و ۴۶۰ دلاری با جلوگیری از انتشار ۴۱۷ تن CO۲ است.

آن‌ها معتقدند استفاده از زباله‌ها برای ساخت آجر با عایق اضافی، راه دیگری برای تحقق اقتصاد دایره‌ای است.

بر اساس این مطالعه، خاک رس در جهان در حال کاهش است و همچنین کوره‌های آجرپزی سالانه در سراسر جهان برای احتراق، ۳۷۵ میلیون تن زغال سنگ مصرف می‌کنند که معادل شش میلیون و ۷۰۲ هزار تن CO۲ است. از این رو، این راه حل ابتکاری می‌تواند از دو راه کمک کننده باشد: کاهش اثرات زیست محیطی و جایگزینی جزئی برای خاک رس.
نتایج این تحقیقات در نشریه Construction and Building Materials منتشر شده است.