Ηφαιστειακές πέτρες: Το δομικό υλικό του μέλλοντος

Όπως αναφέρει το ΜΙΤ News, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι οι ηφαιστειακές πέτρες, όταν αλέθονται και μετατρέπονται σε σκόνη, μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως ένα βιώσιμο επιπρόσθετο συστατικό σε τσιμεντένια κτίρια. 

Η χρήση ηφαιστειακής τέφρας/ σκόνης μειώνει σημαντικά την ενέργεια που απαιτείται για την παρασκευή μπετόν/ σκυροδέματος, όπως προκύπτει από τη δουλειά μηχανικών του ΜΙΤ και επιστημόνων στο Κουβέιτ.

Όπως αναφέρει το ΜΙΤ News, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι οι ηφαιστειακές πέτρες, όταν αλέθονται και μετατρέπονται σε σκόνη, μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως ένα βιώσιμο επιπρόσθετο συστατικό σε τσιμεντένια κτίρια. Σε paper που δημοσιεύτηκε στο Journal of Cleaner Production, οι ερευνητές σημειώνουν ότι αντικαθιστώντας ένα συγκεκριμένο ποσοστό παραδοσιακού τσιμέντου με ηφαιστειακή στάχτη είναι δυνατή η μείωση της «ενσωματωμένης ενέργειας» ενός τσιμεντένιου κτιρίου- της συνολικής ενέργειας που δαπανάται για την παρασκευή μπετόν.

Σύμφωνα με τους υπολογισμούς τους, χρειάζεται 16% λιγότερη ενέργεια για την κατασκευή μιας γειτονιάς με 26 τσιμεντένια κτίρια που έχουν φτιαχτεί με 50% ηφαιστειακή τέφρα, συγκριτικά με την ενέργεια που απαιτείται για την κατασκευή των ίδιων κτηρίων με «παραδοσιακό» τσιμέντο.

Όταν άλεσαν την ηφαιστειακή τέφρα σε όλο και πιο μικρά μεγέθη σωματιδίων, οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι η ανάμειξη αυτής της σκόνης και του τσιμέντου τύπου Portland παράγει ισχυρότερα τσιμεντένια κτήρια, συγκριτικά με αυτά που φτιάχνονται μόνο με τσιμέντο. Ωστόσο, η διαδικασία αυτή (του αλέσματος) απαιτεί ενέργεια, η οποία με τη σειρά της αυξάνει την ενσωματωμένη ενέργεια του κτιρίου. Σε εκείνη τη φάση υπάρχει «αντιστάθμιση» ανάμεσα στην ισχύ ενός κτιρίου και στην ενσωματωμένη ενέργεια, όταν χρησιμοποιείται ηφαιστειακή τέφρα.

Με βάση πειράματα με διάφορα μείγματα και υπολογισμούς ως προς την ενσωματωμένη ενέργεια ενός κτιρίου, οι ερευνητές ήταν σε θέση να «χαρτογραφήσουν» τη σχέση μεταξύ της δύναμης εντός κτιρίου και της ενσωματωμένης ενέργειας. Όπως λένε, μηχανικοί μπορούν να χρησιμοποιήσουν τη σχέση αυτή ως ένα είδος προτύπου που θα τους βοηθά να επιλέγουν, για παράδειγμα, το ποσοστό τσιμέντου που θα ήθελαν να αντικαθιστούν με ηφαιστειακή στάχτη για την οικοδόμηση συγκεκριμένων κτηρίων.

«Μπορείς να το παραμετροποιήσεις» λέει ο Οράλ Μπουγιουκοζτούρκ, καθηγητής του Τμήματος Πολιτικών και Περιβαλλοντικών Μηχανικών του ΜΙΤ. «Αν πρόκειται για δρόμους, για παράδειγμα, μπορεί να μη χρειάζεσαι τόση δύναμη όση, για παράδειγμα, για ένα κτίριο με πολλούς ορόφους. Οπότε θα μπορούσες να τα κατασκευάζεις με πολύ λιγότερη ενέργεια. Αυτό είναι πολύ σημαντικό εάν σκεφτείς την ποσότητα μπετόν που χρησιμοποιείται σε όλο τον κόσμο».

Σημειώνεται πως το μπετόν είναι το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο υλικό στον κόσμο, δεύτερο μόνο στο νερό. Η παραγωγή του απαιτεί μεγάλες ποσότητες ενέργειας και αφήνει το αποτύπωμά της στο περιβάλλον: Ενδεικτικά, εκτιμάται πως η παραγωγή του κλασικού τσιμέντου τύπου Portland συνεπάγεται το 5% των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα παγκοσμίως. Όπως γίνεται εύκολα αντιληπτό, η χρήση ηφαιστειακής τέφρας μπορεί να βελτιώσει τα πράγματα, καθώς είναι άφθονη ανά τον κόσμο, διαθέσιμη στη φύση και δεν χρησιμοποιείται ευρέως ως υλικό.