Comme le monde devient de plus en plus conscients des effets potentiellement dévastateurs du changement climatique, les nanotechnologies peuvent détenir la clé pour réduire les émissions de dioxyde de carbone dans la production du ciment. Dioxyde de carbone dans la production de ciment Le ciment est un matériau de construction fondamentaux utilisés dans le monde. Environ 2,35 milliards de tonnes sont produites chaque année et cette production représente 5 à 10 pour cent des émissions de dioxyde de carbone dans le monde. Une simple réduction de 10% de la quantité de dioxyde de carbone produit répondrait à 20% de l'objectif de Kyoto de réduction des gaz à effet de serre du Protocole. Travail de recherche Le ciment est une composante majeure dans l'un des plus anciens et les matériaux de construction des mondes les plus largement utilisés, en béton. Les chercheurs du MIT avec le soutien par les cimentiers Lafarge examinant la nanostructure de béton avec un oeil à la réduction des émissions de CO 2. Le travail de recherche a montré que la clé de la force et la durabilité du béton provient de la structure organisationnelle des nanoparticules. Comment le ciment est fabriqué Le ciment est fabriqué par l'écrasement de calcaire et d'argile en poudre et ensuite par chauffage à environ 1500 ° C dans un four. Lorsque la poudre de ciment est mélangé avec de l'eau en silicate de calcium hydrate (CSH) est produit qui agit comme une colle pour lier ensemble les autres éléments en béton, sable et gravier. La plupart des problématiques de CO 2 est produit dans le cadre du processus de chauffage. Processus de recherche Avec des échantillons prélevés dans le monde entier, les chercheurs ont utilisé une technique de nanoindentation pour mesurer la force à l'échelle nanométrique. Ils ont constaté que tous les échantillons ont montré une nanosignature unique pour le matériel CSH indépendamment de l'origine de l'échantillon. Ceci est connu comme code de génomique du matériel et des moyens que la force de la pâte de ciment n'est pas une fonction de minéraux spécifiques, mais se rapporte à la façon dont les nanoparticules sont disposés. «Si tout dépend de la structure organisationnelle des nanoparticules qui composent le béton, plutôt que sur le matériau lui-même, nous pouvons imaginer de le remplacer par un matériau qui a d'autres caractéristiques du béton - résistance, la durabilité, la disponibilité de masse et à faible coût - mais ne libère pas de CO 2 tant dans l'atmosphère lors de la fabrication. " a déclaré le professeur Franz-Josef Ulm de l'ingénierie civile et environnementale au MIT. Nanostructures de béton Professeur Ulm et Constantinides Georgios, un chercheur post-doctoral en science des matériaux et l'ingénierie constaté que, à la nanostructure de ciment est organisé en une pyramide comme la forme, la structure la plus dense pour des objets sphériques. Maintenant que le secret de la résistance du béton a été révélé à l'étape suivante consiste à se tourner vers la nanotechnologie pour nanoengineer un matériau pour une utilisation dans la pâte de ciment. Ce matériel de remplacement sera nécessaire d'avoir la même densité d'emballage, mais pas besoin de la température de production élevés pour produire du ciment standard. Matériel de remplacement Selon la distribution mondiale du nouveau matériel il pourrait réduire les émissions mondiales de dioxyde de carbone jusqu'à 10 pour cent. De plus, selon le matériau utilisé, la quantité de carbone dans l'atmosphère pourrait être encore réduite. La recherche actuelle étudie le remplacement du calcium dans le ciment avec du magnésium. Magnésium Dans le Ciment Le magnésium incorporée dans le ciment va également résoudre d'autres problèmes environnementaux. Le magnésium est un produit des déchets industriels qui nécessite la disposition gérés. Un ciment de magnésium incorporant a déjà été développé en L'Australie . Commercialisé sous Eco-ciment, ce matériau est un composite du composé de magnésium, la magnésite, de déchets industriels recyclés et de ciment ordinaire. Comme Eco-ciment prend et durcit, il absorbe du CO 2 dans l'atmosphère et la magnésite convertit en carbonate. Ce processus se poursuit pendant environ un an, avant la puissance de la magnésite poreuse pour convertir le CO 2 est épuisé. |