Earth 2050
MPYA

Uzalishaji viwandani

Saruji ya Kijani

Je, Saruji ya Kijani ni Suluhisho la Mabadiliko ya Tabianchi?

Zege la kijani linaweza kusaidia kupunguza moja ya vyanzo vikubwa zaidi vya hewa ya kaboni duniani. Zege ndiyo nyenzo ngumu inayotumiwa zaidi duniani, lakini kutengeneza kiungo chake kikuu, saruji, husababisha takriban 8% ya uzalishaji wa CO2 duniani. Basi tunawezaje kuendelea kujenga bila kuongeza mabadiliko ya tabianchi? Kuanzia zege lililosindikwa na kuponya kwa kaboni hadi nishati safi, SCMs na vifaa vinavyoamilishwa kwa alkali, tunaonyesha jinsi zege la kijani linavyoweza kuwa msingi wa mustakabali safi zaidi.

Pakua Mwongozo
AthariKasiGharamaUkomavuViumbe hai

3.2jumla

Jinsi suluhisho hili linavyopata alama

  • Athari4 / 5Uzalishaji wa saruji pekee husababisha karibu 8% ya uzalishaji wa hewa chafu duniani.
  • Kasi3 / 5Michanganyiko mipya inaweza kutumiwa viwanda vya uzalishaji vinapoboreshwa.
  • Gharama3 / 5Ghali mwanzoni, lakini gharama yake hufanana na saruji ya kawaida ikizalishwa kwa kiwango kikubwa.
  • Ukomavu3 / 5Saruji mchanganyiko ni ya kawaida, vifungamanishi visivyo na saruji bado viko hatua za mwanzo.
  • Viumbe hai3 / 5Uchimbaji wa mawe na taka hupungua, ingawa zege bado hutumia rasilimali nyingi.

Mwongozo

Haya ni maelezo ya filamu yenye michoro. Mwongozo huu kwa sasa unapatikana kwa Kiingereza pekee - lugha yako inakuja.

Mwongozo 1/13Mwongozo 2/13Mwongozo 3/13Mwongozo 4/13Mwongozo 5/13Mwongozo 6/13Mwongozo 7/13Mwongozo 8/13Mwongozo 9/13Mwongozo 10/13Mwongozo 11/13Mwongozo 12/13Mwongozo 13/13

Jaribio

Swali 1 kati ya 10

Kama uzalishaji wa saruji ungekuwa nchi, ungechukua nafasi gani kwa uzalishaji wa CO2?

Alama 0 / 10

Nakala ya Sauti

Mizunguko ya mawe, piramidi, kuta kuu, hata majumba ya mchanga, binadamu wamependa kujenga vitu kila wakati. Na ingawa wana vifaa vingi vya ujenzi vya kuchagua, hakuna kinachopendwa zaidi kuliko zege.

Shukrani kwa nguvu zake za kipekee, ndicho kitu kigumu kinachotumiwa zaidi duniani [1,2,3]. Kwa kweli, zege - pamoja na vifaa vingine vilivyotengenezwa na binadamu - sasa lina uzito mkubwa kuliko mimea na wanyama wote duniani kwa pamoja [4,5,6].

Kwa bahati mbaya, uzalishaji wa zege huachilia gesi chafu hatari, na huchangia 8% ya uzalishaji wa kaboni duniani [7,8]. Kama zege kingekuwa nchi, kingekuwa mchafuzi wa tatu kwa ukubwa duniani [9,10].

Kwa hiyo, kama binadamu wanataka kujenga dunia safi zaidi, watahitaji masuluhisho; na zege kijani ndilo jibu.

Aina za awali za zege zilitumiwa kutengeneza sakafu zaidi ya miaka 10,000 iliyopita huko Mashariki ya Kati [11,12,13], lakini waliolifahamu kweli walikuwa Waroma wa Kale waliolitumia kujenga Pantheon, ambalo hadi leo ndilo kuba kubwa zaidi duniani la zege lisiloimarishwa [14,15,16].

Kwa bahati mbaya, siri za zege zilipotea katika mchanga wa muda [11-16]. Ilibidi kusubiri hadi 1824 kabla ya mfyatua matofali Mwingereza Joseph Aspdin kugundua tena jinsi ya kutengeneza saruji, kiungo kikuu cha zege, alipokuwa akichezea jikoni kwake [12,17,18] na akaweka njia ya zege ambalo lingeweza kushindana na lile la Roma ya Kale.

Leo, binadamu huzalisha tani za metriki bilioni 30 za kitu hiki kwa mwaka [19]. Hiyo inatosha kufunika Austria kwa zege lenye unene wa inchi sita, kila mwaka! [20,21,22]. Na mahitaji yanapoongezeka, ndivyo uzalishaji wa gesi unavyoongezeka. Lakini zege huzalishaje CO2 hasa?

Naam, zege kimsingi ni mwamba wa kutengenezwa. Kama jumba la mchanga, hutengenezwa kwa mchanga, changarawe na maji. Lakini ukiongeza saruji, kiungo cha kichawi kinachoviunganisha vyote [23-27] mchanganyiko huo huwa mgumu kama jiwe.

Kwa bahati mbaya, saruji pia husababisha karibu uzalishaji wote wa gesi [26-29]. Ili kuelewa kwa nini, tunahitaji kuangalia jinsi inavyotengenezwa.

Mapishi yake ni rahisi ajabu, lakini mchakato wake ni mgumu sana:

Kwanza, chukua kiasi kikubwa cha chokaa, ambacho kwa kawaida hutengenezwa na magamba na mabaki ya viumbe wa baharini walioishi mamilioni ya miaka iliyopita. Kina kalsiamu inayohitajika kwa saruji pamoja na akiba ya kaboni iliyofungiwa [30-33].

Ili kupata kalsiamu, unakisaga kisha unaongeza udongo kidogo, na mchanga kidogo. Mchanganyiko huu hupashwa joto mapema na kuingizwa kwenye tanuru ya mzunguko ili kuchanganywa kwa joto kali la 1450°C hadi chokaa kiungue. Hii hutengeneza kitu chenye kalsiamu nyingi kinachoitwa klinka [23-27,34-37].

Lakini kuchoma viumbe wa baharini waliogeuka mabaki huachilia CO2 nyingi, na kwa sababu nishati ya visukuku huchomwa kutengeneza joto, CO2 zaidi huzalishwa [38-42].

Bado unaendelea? Tuko hapa!

Kisha, changanya klinka na jasi na viambato vingine, halafu visage pamoja kwenye kinu cha kusagia ili kutengeneza unga wa saruji [34,35].

Kilichobaki ni kuchanganya saruji na maji, mchanga, changarawe, na kokoto nyingine [23-27] na Voilà! Umetengeneza zege!

Pamoja na uchafuzi mwingi sana. Na kama unavyoona, uzalishaji mwingi hutokana na kutengeneza saruji, huku sehemu kubwa zaidi ikitokana na kuchoma chokaa chote hicho! [38-43]

Kwa kweli, kila kilo 1,000 za saruji kwenye mchanganyiko huzalisha kilo 900 za CO2 [43,44,45].

Kwa hiyo binadamu wanawezaje kupunguza uzalishaji wa gesi kutoka kwenye mwamba wao bandia wanaoupenda? Naam, kuna masuluhisho kadhaa yanayopatikana [43-50].

Suluhisho rahisi zaidi kwa muda mfupi ni kutumia zege kwa ufanisi zaidi [43-48,50]. Kwa sasa, miundo mingi hujengwa kwa zege nyingi zaidi kuliko inavyohitaji kweli, hivyo wasanifu wengi sasa wanaboresha michoro ili kutumia zege kidogo, kupunguza mahitaji na uzalishaji wa gesi.

Ufanisi pia huongezwa kwa kusaga zege la zamani na kulitumia tena katika michanganyiko mipya ya zege [51,52,53], na teknolojia mpya za kusisimua kama urejeleaji wa umeme pia zinajaribiwa [54]. Hii hutumia umeme safi wa nishati mbadala katika tanuru ya upinde wa umeme kurejeleza zege na chuma pamoja, kupunguza uzalishaji wa gesi wa utengenezaji wa chuma na kutengeneza saruji katika mchakato huo. Bora zaidi, saruji hii kinadharia haina kaboni kabisa [54].

Ingawa huu ni uboreshaji mkubwa, hamu ya binadamu ya zege ni kubwa sana kiasi kwamba zege lililorejelewa haliwezi kamwe kukidhi mahitaji.

Mkakati unaofuata ni kubadilisha nishati ya visukuku inayohitajika kwa uzalishaji. Vinu vya kusagia vinaweza kuendeshwa kwa umeme safi wa nishati mbadala kutoka upepo na jua [55,56]. Lakini ni vigumu kutumia umeme pekee kufikia joto kali la tanuru, hivyo nishati mbadala kama hidrojeni ya kijani [57-61] au biomasi endelevu [61-64] zinaweza kutumika. Kwa kuondoa hitaji la nishati ya visukuku kama makaa ya mawe, nishati hizi mbadala zinaweza kupunguza sana uzalishaji wa CO2 [50].

Lakini kwa bahati mbaya kuna matatizo machache…

Biomasi hasa hutokana na kuni na hupatikana kwa kukata miti, hivyo ni vigumu kuizalisha kwa njia endelevu [65,66,67]. Na ingawa hidrojeni ya kijani ina ahadi, kuzalisha ya kutosha kunahitaji upanuzi mkubwa wa umeme wa nishati mbadala unaohitajika kuitengeneza [68,69,70].

Kwa hiyo, kwa sasa, masuluhisho haya yako mbali sana na kuleta athari kubwa. Na, hata nishati hizi zikiendesha tanuru, bado lazima uchome chokaa ambacho kinawajibika kwa zaidi ya nusu ya uzalishaji wa gesi katika utengenezaji wa saruji [38-43].

Ni wazi binadamu bado wanahitaji njia nyingine.

Teknolojia ya carbon capture mara nyingi husifiwa kuwa jibu [71-78]. Inayotumiwa kunasa CO2 inapoachiliwa na kuihifadhi chini ya ardhi, inaweza kupunguza uzalishaji wa gesi, lakini haiwezi kuunasa wote [50,79,80]. Mbaya zaidi, ni vigumu na ghali kupita kiasi kunasa, kusafirisha, na kuhifadhi kaboni yote hiyo na si mara zote huwa na ufanisi! [43,77,78,81]

Lakini vipi kama baadhi ya CO2 hiyo ingeweza kutumika katika uzalishaji wa zege wenyewe?

Karibu Carbon Curing:

Njia hii maarufu huhusisha kusukuma baadhi ya CO2 iliyonaswa kurudi kwenye zege wakati wa kuchanganya, ambako hufungika kikemia, na huenda ikaifanya zege kuwa imara zaidi na kupunguza gharama zake [82-91]. Ni suluhisho zuri lakini linaweza kushughulikia sehemu ndogo tu ya uzalishaji wa gesi kutoka saruji [92].

Kwa hiyo, ili kupata zege kijani kweli, binadamu wanabadilisha mapishi, na mojawapo ya njia bora wanazotumia ni kuongeza viambato vinavyoitwa SCMs ili kuchukua nafasi ya baadhi ya saruji inayochafua [45-49,93-97].

Hivi hutengenezwa kwa vitu vya unga laini kama majivu ya kuruka kutoka mitambo ya makaa ya mawe au takataka za kuyeyusha chuma kutoka sekta ya chuma. Kwa kuwa vyote hivi ni bidhaa taka, hii pia husaidia kusafisha mazingira, na kwa sababu SCMs hupunguza kiasi cha saruji kinachohitajika, vinaweza kupunguza uzalishaji wa gesi kwa kati ya 15 na 40% [48,97]. Bora zaidi, pia huboresha uimara na udumu wa zege [98,99,100].

Kwa bahati mbaya, peke yake haviwezi kamwe kuchukua nafasi ya saruji kabisa, lakini kuna suluhisho… suluhisho la alkali!

Ukichukua vitu kama bidhaa taka za viwandani zinazotumiwa kwa SCMs na kuvichanganya na miyeyusho ya alkali, inawezekana kutengeneza kiunganishi kinachoweza kuchukua nafasi ya saruji kabisa [101-104]. Na kwa sababu huhitaji kuchimba, kusaga, kutwanga au kuchoma viambato vya saruji ya kawaida, zege linalotokana linaweza kupunguza uzalishaji wa gesi hadi 90% [49,104-107].

Linaitwa zege lililoamilishwa kwa alkali, na ingawa bado halijatumika kwa kiwango kikubwa [108,109,110], tayari linatumika duniani kote [111-123].

Binadamu wanapenda kujenga vitu kuliko wakati mwingine wowote, wakijenga eneo lenye ukubwa wa Manhattan kila siku 3, lakini wanaweza kufanya hivi bila kupasha dunia joto? [124]

Naam, wanaweza!

Kwa kuwekeza katika utafiti na maendeleo, kutumia masuluhisho yote yanayopatikana, na kupanua uzalishaji wa umeme wa nishati mbadala ili kuyaunga mkono, binadamu hatimaye wanaweza kukamilisha mapishi ya zege kijani na kujenga mustakabali usio na kaboni!

Wataalamu Washauri

Tunapenda kuwashukuru

Prof. Susan Bernal

Chuo Kikuu cha Leeds

Shule ya Uhandisi wa Kiraia

Caitlin Swalec

Global Energy Monitor

Mkurugenzi wa Programu: Sekta ya Viwanda Vizito

Marejeo Zaidi

Rasilimali hizi hazihusiani na sisi. Kila kilichounganishwa hapa kiko kwa Kiingereza.

Historia

Utengenezaji na Uzalishaji wa Gesi

Saruji ya Alkali-iliyowashwa (Geopolymer)

Marejeo

Kila kilichounganishwa hapa kiko kwa Kiingereza.

  1. [1] Kitendawili cha zege | Chemistry World | Royal Society of Chemistry (Katika Chapisho)
  2. [2] Saruji na zege kama nyenzo za uhandisi: Tathmini ya kihistoria na uchambuzi wa mifano | Engineering Failure Analysis
  3. [3] Zege | Designing Buildings Magazine
  4. [4] Uzito wa vitu vyote vilivyotengenezwa na binadamu unazidi biomasi yote hai | Nature (Katika: Kuna uzito kiasi gani wa vitu vilivyotengenezwa na binadamu duniani? | World Economic Forum) (tazama Maelezo ya Marejeo*)
  5. [5] Mgawanyo wa biomasi duniani | PNAS (tazama Maelezo ya Marejeo*)
  6. [6] Athari kubwa isiyotarajiwa ya usimamizi wa misitu na malisho kwenye biomasi ya mimea duniani | Nature (tazama Maelezo ya Marejeo*)
  7. [7] Zege lazima lipunguze alama yake kubwa ya kaboni | Nature
  8. [8] Kubadili zege: Ubunifu katika saruji na zege zenye kaboni kidogo | Chatham House
  9. [9] Global Carbon Atlas | Global Carbon Project (kutoka Global Carbon Budget 2024 | ESSD)
  10. [10] EDGAR - Hifadhidata ya Uzalishaji kwa Utafiti wa Angahewa Duniani | European Commission
  11. [11] Maelezo machache kuhusu zege la kale | International Journal of Sciences
  12. [12] Athari zisizotarajiwa za ubunifu wa zege wa kihistoria | International Journal of Heritage Architecture
  13. [13] Chokaa cha kujengea na zege: Vitangulizi vya nyenzo za kisasa | International Journal of Architectural Heritage
  14. [14] Zege la Waroma - Teknolojia za uhandisi za kale | UW-Madison
  15. [15] Uchanganyaji wa moto: Maarifa ya kimchakato kuhusu uimara wa zege la kale la Kirumi | Science Advances (Taarifa kwa vyombo vya habari: Kitendawili kitatuliwa: Kwa nini zege la Kirumi lilikuwa imara sana? | MIT News; Utafiti mpya wafichua siri za zege la Kirumi | The Past)
  16. [16] Saruji za madini za Phillipsite na Al-tobermorite zilizotengenezwa kupitia miitikio ya maji na miamba ya halijoto ya chini kwenye zege la baharini la Kirumi | American Mineralogist (Taarifa kwa vyombo vya habari: Jinsi maji ya bahari yanavyoimarisha zege la kale la Kirumi | UNews)
  17. [17] Joseph Aspdin | mjenzi wa Uingereza | Britannica
  18. [18] Joseph Aspdin (1778-1855) | Waliishi Leeds | Thoresby Society
  19. [19] Kuelekea zege endelevu | Nature Materials
  20. [20] Wright Mix | Vipimo vya mashine ya kuchanganya zege (tazama Maelezo ya Marejeo*)
  21. [21] Hivi karibuni kutakuwa na zege nyingi kuliko biomasi duniani | Heatmap News (tazama Maelezo ya Marejeo*)
  22. [22] Eneo la Austria (km²) | European Health Information Gateway | WHO European Region (tazama Maelezo ya Marejeo*)
  23. [23] Zege: kanuni za kisayansi | Department of Materials Science and Engineering | University of Illinois Urbana-Champaign
  24. [24] Saruji hutengenezwa vipi? Zege na saruji: Kuna tofauti gani? | Chart Industries
  25. [25] Zege hutengenezwa kwa nini? | Everything About Concrete
  26. [26] ZEGE | Carbon Smart Materials Palette | Architecture 2030
  27. [27] Kwa nini uzalishaji wa saruji ni muhimu kwa mabadiliko ya tabianchi | Carbon Brief
  28. [28] Kikokotoo cha alama ya kaboni iliyomo kwenye zege | Circular Ecology
  29. [29] Punguza kaboni na uchafuzi hatari, fanya saruji iwe safi na rafiki kwa mazingira | NRDC
  30. [30] Chokaa | Sifa, uundaji, muundo, matumizi na fakta | Britannica
  31. [31] Chokaa: mwamba wa mashapo wa kikemikali wa calcium carbonate | Geology.com
  32. [32] Mwamba unaoitwa chokaa | Nordkalk
  33. [33] Kueleza umuhimu wa chokaa katika jiolojia na matumizi yake viwandani: mapitio ya kina | IEM Journal
  34. [34] Jinsi saruji hutengenezwa | Portland Cement Association
  35. [35] Mchakato wa kutengeneza saruji | ThermoFisher Scientific
  36. [36] Uzalishaji wa klinka - muhtasari | ScienceDirect Topics
  37. [37] Mchakato wa uzalishaji wa klinka | Japan Ministry of the Environment
  38. [38] Uzalishaji wa CO2 kutoka kutengeneza saruji | IPCC
  39. [39] Sekta ya saruji na uzalishaji | Cement Industry Federation
  40. [40] Kukokotoa uzalishaji wa CO2 wa mchakato wa kutengeneza saruji | GHG Protocol
  41. [41] Saruji, taka na soko la kaboni | European Commission
  42. [42] Uzalishaji kutoka sekta ya saruji - State of the Planet | Columbia Climate School
  43. [43] Utafiti: kufikiria upya saruji | Teknolojia safi | Beyond Zero Emissions - Australia
  44. [44] Mitazamo kuhusu uzalishaji wa CO2 kwa mazingira na matumizi ya nishati katika sekta ya saruji | IOPscience
  45. [45] Zege lenye kaboni kidogo linaweza kupambana na ongezeko la joto duniani | ASME
  46. [46] Je, mchanganyiko na viunganishi tofauti vinaweza kupunguza uzalishaji wa CO2 kwa kiasi cha kuleta tofauti? | RIBAJ
  47. [47] Mambo matano ya kuelewa kuhusu safari ya sekta ya zege na saruji kuelekea sifuri halisi | RMI
  48. [48] Njia 10 bora za kupunguza alama ya kaboni ya zege | NRMCA
  49. [49] Teknolojia tatu za kupunguza mabadiliko ya tabianchi | Gigaton
  50. [50] Concrete Future | Global Cement and Concrete Association (tazama ukurasa wa Getting to Net Zero | Global CCA kwa mgawanyo wa upunguzaji wa uzalishaji)
  51. [51] Je, zege inaweza kurejelewa? | Sika Group
  52. [52] Jinsi ya kurejeleza zege lako la zamani | Concrete Drilling Services
  53. [53] Kurejeleza taka za zege kwa uchumi wa mzunguko | Waste Managed
  54. [54] Urejelezaji wa umeme wa saruji ya Portland kwa kiwango kikubwa | Nature (Taarifa kwa vyombo vya habari: University of Cambridge, BBC News, ScienceDaily)
  55. [55] Kupunguza kaboni katika uzalishaji wa saruji kwa kutumia umeme | Journal of Cleaner Production
  56. [56] Vituo vya kusaga saruji vinavyotumia umeme mbadala kwa 100% | CMA India
  57. [57] HeidelbergCement yazalisha saruji kwa mchanganyiko wa nishati usio na athari za hali ya hewa kwa kutumia teknolojia ya hidrojeni | Heidelberg Materials
  58. [58] Tanuri za saruji katika uchumi wa hidrojeni ya kijani | PACA
  59. [59] Saruji isiyo na kaboni: nafasi ya hidrojeni ya kijani | International Journal of Hydrogen Energy
  60. [60] Matumizi ya nishati mbadala katika sekta ya saruji | Proceedings of the 12th International Conference on Protection and Restoration of the Environment
  61. [61] Njia za kubadili vituo vya uzalishaji wa saruji nchini Uingereza kutumia nishati yenye uzalishaji wa CO2 karibu sifuri: uwezekano wa kiufundi na kifedha | UK Gov
  62. [62] Kubadili nishati - nishati ya tanuri isiyo na kaboni na yenye kaboni sifuri | MPA UK Concrete
  63. [63] Matumizi ya bio-CCS katika sekta ya saruji | IEA Bioenergy
  64. [64] Mwelekeo endelevu kuelekea sekta ya saruji inayotumia biomasi: mapitio | Renewable and Sustainable Energy Reviews
  65. [65] Uchambuzi wa dunia nzima wa ukataji misitu unaosababishwa na uzalishaji wa nishati ya mimea | CIFOR-ICRAF
  66. [66] Sera za nishati ya mimea zinaongeza sana ukataji misitu kufikia 2030 - Utafiti | EU Transport & Environment
  67. [67] Kutoka biomasi hadi nishati ya mimea: athari na kupunguza changamoto za mazingira, afya na kijamii-kiuchumi | Energy Conversion & Management X
  68. [68] Renewables 2022 | IEA (Katika: Uzalishaji wa kimataifa wa hidrojeni ya kijani unatarajiwa kuhitaji 50GW za nishati mbadala kufikia 2027: IEA | Hydrogen Insight)
  69. [69] Onyo kuhusu hidrojeni ya kijani: kiwango cha nishati ya upepo na jua kinachohitajika ni kikubwa sana | Recharge
  70. [70] Kufanikisha mapinduzi: sera za hidrojeni ya kijani na gharama za teknolojia | IRENA
  71. [71] Mapitio ya kunasa na kuhifadhi CO2 katika sekta ya ujenzi: mbinu zinazoibuka na teknolojia zilizo sokoni | Journal of CO2 Utilization
  72. [72] Kunasa, kutumia na kuhifadhi kaboni | Global Cement & Concrete Association
  73. [73] Kunasa na kuhifadhi kaboni (CCS): njia ya mbele | Energy & Environmental Science | Royal Society of Chemistry
  74. [74] Mwongozo wa sekta kuhusu kunasa na kuhifadhi kaboni kwenye mitambo ya saruji | US Department of Energy
  75. [75] Kwa kunasa kaboni, zege linaweza siku moja kuwa hifadhi ya kaboni | NRDC
  76. [76] Brevik CCS - Kituo cha kwanza duniani cha kunasa CO₂ katika sekta ya saruji | Brevik CCS | Heidelberg Materials
  77. [77] Ukamatwaji wa kaboni kupunguza uzalishaji wa CO2 katika sekta ya saruji nchini Ujerumani | Energies
  78. [78] Ukamatwaji wa kaboni katika sekta ya saruji: kupunguza uzalishaji | Verde AgriTech
  79. [79] Tathmini ya hatari ya uvujaji katika eneo la kuhifadhi CO2: mapitio | Earth-Science Reviews
  80. [80] Unabated: bomu la tani bilioni 86 za kaboni la Carbon Capture and Storage linalolenga kukwamisha kuachwa kwa mafuta ya kisukuku | Climate Analytics
  81. [81] Je, kunasa kaboni ni ghali sana? - Uchambuzi | IEA
  82. [82] Kunasa kaboni kwenye zege lenye utendaji wa juu sana kwa kulikomaza kwa CO2 yenye shinikizo | Construction and Building Materials (tazama Maelezo ya Marejeo*)
  83. [83] Kukomaza zege kwa kaboni dioksidi | International Research Journal of Engineering and Technology (tazama Maelezo ya Marejeo*)
  84. [84] Kuingiza uhifadhi wa kaboni kwenye mchakato wa kukomaza zege lililotengenezwa mapema | Canadian Journal of Civil Engineering (tazama Maelezo ya Marejeo*)
  85. [85] Uhifadhi wa kaboni kupitia ukabonishaji wa vitalu vya zege | Journal of Clean Energy Technologies (tazama Maelezo ya Marejeo*)
  86. [86] Kubadili zege kutoka tatizo la kaboni kuwa suluhisho la kaboni | Engineering Update (tazama Maelezo ya Marejeo*)
  87. [87] Utendaji wa zege lililokomazwa kwa ukabonishaji | Materials (tazama Maelezo ya Marejeo*)
  88. [88] Matumizi ya kaboni kwa zege la CarbonCure: Suluhisho linaloweza kupimwa na kuthibitishwa | CarbonCure Technologies (tazama pia Teknolojia ya CarbonCure Ready Mix - Mchanganyiko wa zege ulioboreshwa | CarbonCure Technologies) (tazama Maelezo ya Marejeo*)
  89. [89] Kampuni za saruji na zege zinazoongoza mpito wa sifuri halisi | Center for American Progress (tazama Maelezo ya Marejeo*)
  90. [90] Saruji ya kalsiamu kabonati: mbinu ya kunasa, kutumia na kuhifadhi kaboni (CCUS) | Materials (tazama Maelezo ya Marejeo*)
  91. [91] Sifa za kimitambo za zege linapokomazwa kwa kaboni dioksidi | IJEAT (tazama Maelezo ya Marejeo*)
  92. [92] Matumizi ya kaboni dioksidi katika kukomaza au kuchanganya zege huenda yasitoe faida halisi kwa hali ya hewa | Nature Communications (tazama Maelezo ya Marejeo*)
  93. [93] Vifaa vya ziada vya kutengeneza saruji | NAHB
  94. [94] Vifaa vya ziada vya kutengeneza saruji - muhtasari | ScienceDirect Topics
  95. [95] Misingi ya SCM | EcoSmart Concrete
  96. [96] Kubadilisha taka kuwa vifaa endelevu vya ujenzi: mapitio ya maendeleo ya karibuni na matarajio | Materials Today Sustainability
  97. [97] SCM: faida za mazingira na ubora | International Cement Review
  98. [98] Nguvu na uimara wa muda mrefu wa zege rafiki kwa mazingira lenye SCM | Innovative Infrastructure Solutions
  99. [99] Utendaji wa kimitambo na uimara wa zege endelevu lenye SCM za kawaida na mpya | Developments in the Built Environment
  100. [100] Athari za SCM mbalimbali kwenye uimara na sifa za kimitambo za mchanganyiko wa saruji | Heliyon
  101. [101] Nyenzo zilizoamilishwa kwa alkali | Global Cement & Concrete Association
  102. [102] Geopolima: mbadala wa kijani kwa nyenzo za kawaida katika matumizi ya uhandisi | Infrastructures
  103. [103] Geopolima kama mbadala wa saruji ya Portland: muhtasari | Construction and Building Materials
  104. [104] Saruji ya geopolima kwa ujenzi safi na endelevu - Tathmini ya kisasa kuhusu mbinu za kutengeneza mchanganyiko | Structures
  105. [105] Ulinganisho na tathmini ya uzalishaji wa kaboni dioksidi kati ya nyenzo zilizoamilishwa kwa alkali na saruji ya zege ya OPC | Journal of Traffic and Transportation Engineering
  106. [106] Matumizi ya saruji ya geopolima yanayoongozwa na mazingira | Geopolymer Institute
  107. [107] Saruji ya geopolima - Tathmini | Geopolymer Institute
  108. [108] Port of Rotterdam Authority yajaribu matumizi ya zege lisilo na saruji katika mazingira ya baharini | Port of Rotterdam
  109. [109] Jaribio la zege la geopolima linaonyesha ubunifu wa ushirikiano | Transport for NSW
  110. [110] Suvo Strategic Minerals yakamilisha kwa mafanikio majaribio ya kumimina zege la geopolima | The Assay
  111. [111] Kuweka zege la geopolima sokoni nchini Australia | IBCC (tazama Maelezo ya Marejeo*)
  112. [112] Geopolymer Solutions ya Marekani kwa mazingira magumu - Alchemy Geopolymer Solutions | AGS (tazama Maelezo ya Marejeo*)
  113. [113] Kutengeneza zege la geopolima la kijani linalojibana kwa kutumia taka zilizorejelewa na kutekeleza kanuni ya uchumi duara | Indian Institute of Technology Madras (tazama Maelezo ya Marejeo*)
  114. [114] Zege lisilo na saruji | UK GBC (tazama Maelezo ya Marejeo*)
  115. [115] Geopolima kutoka kaolini nchini China: muhtasari | Applied Clay Science (tazama Maelezo ya Marejeo*)
  116. [116] Mifumo ya zege la geopolima kwa kutengeneza vifaa vya ujenzi visivyodhuru mazingira | TUDelft (tazama Maelezo ya Marejeo*)
  117. [117] Zege lisilo na saruji la Wagners' lapata umaarufu | Financial Review (tazama Maelezo ya Marejeo*)
  118. [118] Saruji na zege la geopolima linalotokana na majivu ya makaa nchini Malaysia: uchakataji na matumizi | AbeBooks (tazama Maelezo ya Marejeo*)
  119. [119] Tafiti za geopolima nchini Brazil: uchambuzi wa meta na mitazamo | IJEAT (tazama Maelezo ya Marejeo*)
  120. [120] Silikati zinazoyeyuka | GeoMITS (tazama Maelezo ya Marejeo*)
  121. [121] Maendeleo ya hivi karibuni na matumizi ya kompositi za zege-polima nchini Korea | De Gruyter (tazama Maelezo ya Marejeo*)
  122. [122] Uchapishaji wa zege la geopolima | Singapore Centre for 3D Printing | NTU Singapore (tazama Maelezo ya Marejeo*)
  123. [123] GEOPOLYMER_101 | Renca Geopolymer (tazama Maelezo ya Marejeo*)
  124. [124] Uchoraji ramani wa mabadiliko ya miji duniani kuanzia 1985 hadi 2015 wenye azimio kubwa la nafasi na muda | Nature Sustainability (tazama Maelezo ya Marejeo*)

Maelezo ya Marejeo

4,5,6

Vifaa vya binadamu duniani vinazidi uzito wa viumbe hai vyote

Ulinganisho ulioripotiwa katika Nature [4] unatokana na uzito mkavu, si uzito wa maji. Makadirio ya biomasi hayajumuishi kiasi cha maji, ambacho ni kikubwa katika viumbe hai.

Vifaa vilivyotengenezwa na binadamu humaanisha jumla ya uzito mkavu uliokusanywa wa vifaa vya binadamu visivyo hai (kwa mfano, saruji, kokoto, metali, plastiki na kadhalika). Ugunduzi huo unaonyesha kwamba jumla ya uzito mkavu wa vitu vilivyotengenezwa na binadamu ulizidi jumla ya biomasi kavu ya dunia karibu mwaka 2020.

20,21,22

Uzalishaji wa kila mwaka wa saruji na kulinganisha na eneo la Austria

Mita moja ya ujazo ya zege ina uzito wa wastani wa tani 2.4 za metri [20]. Kwa hiyo tani bilioni 30 za metri = mita za ujazo bilioni 12.5. Thamani hii inaungwa mkono na [21].

Ukibadilisha kuwa kilomita za ujazo, mita za ujazo bilioni 12.5 ni sawa na 12.5 km3.

Eneo la Austria ni 83 879 km² [22].

Ili kupata unene wa zege, gawanya ujazo kwa eneo la uso: 12.5 km3 / 83 879 km2 = 0,0001490242 km.

0,0001490242 km = 14,90242 cm = 5,8671 in

23,38-42

Uchomaji wa chokaa wakati wa uzalishaji saruji

Kwenye skripti, “kuchoma jiwe la chokaa” imetumika kama njia isiyo rasmi ya kusema kwa ufupi. Kwa usahihi, jiwe la chokaa lenyewe halichomiwi kwa mwako. Linapopashwa joto, kalsiamu kabonati hupitia kalsinesheni: mmenyuko wa kemikali unaosababishwa na joto unaoitwa mtengano wa joto, unaokitenganisha kuwa oksidi ya kalsiamu, au chokaa, na dioksidi kaboni:

CaCO₃ + heat → CaO + CO₂

Kalsinesheni kwa kiasi kikubwa hutokea kabla nyenzo haijafika kwenye joto la juu zaidi la tanuru, takribani 1,450°C. Katika joto la juu zaidi, chokaa kinachotokana na mchakato huo huchanganyika na silika na vifaa vingine kutengeneza klinka.

CO₂ inayotolewa kupitia kalsinesheni hutoka kwenye jiwe la chokaa lenyewe, na hivyo ni tofauti na CO₂ inayozalishwa kwa kuchoma nishati za kisukuku kupasha tanuru. Kubadilisha nishati hizo kwa joto lenye kaboni kidogo kunaweza kupunguza uzalishaji wa mwako wa tanuru, lakini pekee yake hakuondoi uzalishaji wa mchakato unaotolewa kupitia kalsinesheni [23,27,38,40,42].

82-91

Ukaushaji wa kaboni, kabonizishaji, madinisishaji na kuingiza kaboni - Ufafanuzi

‘Carbon curing’ humaanisha hasa mbinu ambayo CO₂ iliyokamatwa hudungwa kwenye zege jipya wakati wa kuchanganya au curing, ambapo hutenda na misombo ya kalsiamu kwenye saruji kutengeneza karbonati imara. Hii inaweza kuboresha uimara kidogo huku ikihifadhi kiasi kidogo cha CO₂ kabisa ndani ya muundo wa nyenzo. Hata hivyo, carbon curing ni aina moja tu ya matumizi ya kaboni kwenye zege.

Kwa upande mwingine, ‘carbonation’ humaanisha mmenyuko wa CO₂ na misombo ya saruji iliyoganda na kufanyiwa hidrati, kama zege, kadri muda unavyopita. Carbonation ya asili hutokea polepole katika maisha ya muundo wa zege, na kuuruhusu kufyonza CO2 taratibu kutoka mazingira yake. Michakato ya carbonation iliyoharakishwa (wakati mwingine huitwa mineralization curing) huweka zege au agregati zilizosindikwa tena kwenye mikondo ya CO₂ yenye mkusanyiko mkubwa ili kuongeza ufyonzaji wa CO₂ kwa makusudi. Michakato hii inahusiana kikemia lakini hutofautiana kiutendaji na teknolojia za in-mix carbon curing.

Zaidi ya mbinu zinazotegemea curing, kaboni inaweza pia kufungwa kwa mikakati tofauti kimsingi. Njia moja ni kuchanganya vifaa vya bio-based vyenye kaboni (kama biochar) kwenye mchanganyiko wa zege A,B. Komposaiti za biochar-concrete zinaweza kuhifadhi kaboni ya asili, ya viumbe hai, huku zikiboresha uimara na uwezo wa kudhibiti unyevu. Mbinu hizi hutofautiana na carbonation kwa sababu hufunga kaboni katika umbo gumu badala ya kuingiza au kufanya CO₂ ya gesi kuwa madini.

Upanuzi mwingine unahusisha kutengeneza komposaiti za saruji za bio-based au kubadilisha kwa kiasi agregati za madini kwa nyuzi zinazoweza kurejeshwa au vifaa vya plant-derived C-I. Mwisho kabisa wa wigo huu, baadhi ya mifumo ya ujenzi hubadilisha zege la kawaida kabisa kwa komposaiti za bio-based au hybrid zilizoundwa kwa matumizi ya structural au semi-structural E-I. Mbinu hizi ni tofauti na carbon curing, kwa kuwa hupunguza au kubadilisha malighafi za saruji ya madini badala ya kutibu CO₂ iliyotolewa.

Kwa ufupi, carbon curing ni njia moja maalum ya kutumia kaboni ndani ya wigo mpana wa mikakati. Teknolojia za carbonation/mineralization, kuchanganya biochar, komposaiti biobased, na mifumo mbadala ya ujenzi ya bio-based ni mbinu tofauti kiteknolojia ambazo ama huhifadhi kaboni, hupunguza hitaji la saruji, au hubadilisha vifungamanishi vya madini kabisa.

92

Nguvu ya saruji iliyokaushwa kwa kaboni

Tafiti zinaripoti matokeo mchanganyiko. Kulingana na mchanganyiko wa zege na mchakato unaotumika, kutibu au kuchanganya kwa CO₂ kunaweza kuongeza uimara wa zege, kuwa na athari ndogo, au kuupunguza [82-92]. Faida yake kwa hali ya hewa pia si ya moja kwa moja. Inategemea mambo kama nishati inayohitajika kukamata, kusafirisha na kutibu CO₂, kiasi cha CO₂ kinachobaki kimehifadhiwa, kama mchakato unaongeza au kupunguza uimara wa zege, na kama kwa sababu hiyo saruji ya ziada inahitajika. [92] ilibaini uimara mdogo wa mgandamizo katika seti 31 kati ya 99 za data za majaribio zilizotathminiwa. Saruji ya ziada inapohitajika ili kufikia uimara sawa, uzalishaji unaotokea unaweza kufidia au kuzidi faida ya CO₂ iliyohifadhiwa. Kwa ujumla, utafiti ulibaini kuwa uzalishaji halisi uliongezeka katika kesi nyingi za majaribio zilizochapishwa ulizotathmini.

111-123

Matumizi ya kimataifa ya saruji inayochochewa na alkali

Ifuatayo ni baadhi ya mifano ya mahali ambapo zege lililoamilishwa kwa alkali (AAC) limetumika duniani:

  • [111] Australia
  • [112] Marekani
  • [113] India
  • [114] Uingereza
  • [115] China
  • [116] Uholanzi
  • [117] Ujerumani
  • [118] Malaysia
  • [119] Brazili
  • [120] Italia
  • [121] Korea Kusini
  • [122] Singapore
  • [123] Japani, Ukraini, Ufini, Urusi, na Ayalandi ni baadhi ya mifano kutoka chanzo hiki

Marejeo yanahusu zege lililoamilishwa kwa alkali pamoja na zege la geopolymer. Katika maandiko ya sayansi ya vifaa, vifaa vilivyoamilishwa kwa alkali (AAMs) kwa kawaida huchukuliwa kama kundi pana zaidi, huku geopolymers zikifafanuliwa kama sehemu maalum ndani ya familia hiyo. Katika mfumo huu unaotumika sana, AAMs humaanisha viunganishi vinavyotengenezwa kwa kuamilisha malighafi za ‘aluminosilicate’ (kwa mfano, majivu ya kuruka, slag, na SCM nyingine) kwa miyeyusho ya alkali. Mwavuli huu unajumuisha mifumo mbalimbali yenye kemia na bidhaa za mmenyuko tofauti.

Ndani ya uainishaji huo mpana, geopolymers kwa kawaida hufafanuliwa kama viunganishi vya aluminosilicate vyenye kalsiamu kidogo vinavyounda muundo wa pande tatu. Kwa mtazamo huu, geopolymers zote zinaweza kuchukuliwa kuwa vifaa vilivyoamilishwa kwa alkali, lakini si vifaa vyote vilivyoamilishwa kwa alkali ni geopolymers. Tafsiri hii inakubalika sana katika majarida yaliyopitiwa na wataalamu na miongoni mwa watafiti wakuu, ambapo AAM hutumika kama istilahi ya kiufundi inayojumuisha yote, huku ‘geopolymer’ ikimaanisha kikundi maalum cha muundo na utungaji.

Hata hivyo, mtazamo mwingine unasema kuwa geopolymers ni kundi tofauti la vifaa linalofafanuliwa na kemia maalum ya upolimishaji. Katika tafsiri hii, si mifumo yote iliyoamilishwa kwa alkali inayohesabika kama geopolymers, hasa mifumo yenye kalsiamu nyingi ambayo bidhaa zake za mmenyuko hutofautiana kimuundo. Mtazamo huu unapinga kutumia AAM kama istilahi kuu ya mwavuli na badala yake huchukulia ‘geopolymer’ kama kundi lenye usahihi zaidi wa kikemia.

Kwa hiyo, istilahi zinaweza kutofautiana kulingana na taasisi anayohusishwa nayo mwandishi, utamaduni wa utafiti, au muktadha wa taasisi. Katika maandiko mengi ya kisasa ya kitaaluma na uhandisi, uainishaji wa AAM-kama-mwavuli ndio unaotawala, hasa katika tafiti linganishi zinazopima utendaji wa kimazingira dhidi ya saruji ya Portland ya kawaida. Hata hivyo, machapisho mapya yanadumisha utofauti ulio wazi zaidi kati ya istilahi hizi.

124

Eneo la Manhattan linajengwa kila baada ya siku 3

[124] inaonyesha kuwa eneo la miji duniani liliongezeka kwa km2 9 687 kwa mwaka kati ya 1985 na 2015. Hii ni sawa na (9 687/365 =) km2 26,539 kwa siku.

Eneo la Manhattan ni km2 J 59.1.

59.1/26,539 = siku 2.2.

Je, wewe ni mfadhili, mwanasayansi, mwalimu, au mtunga sera?

Ungependa kuunga mkono au kufanya kazi na Earth 2050? Wasiliana nasi.

info@earth2050.com