کاهش مصرف انرژی در شهر‌ها با سیمان فوق‌ سرد

‌می‌متالز - پژوهش‌گران چین سیمان فوق‌ سردی توسعه داده‌اند که با بازتاب ۹۶ درصدی نور خورشید و تابش حرارتی بالا دمای سطح ساختمان‌ها را تا ۵.۴ درجه سانتی‌گراد کاهش می‌دهد. این نوآوری می‌تواند مصرف انرژی را کم و به مقابله با گرمایش شهری و تغییرات اقلیمی کمک کند.

به گزارش می‌متالز، پژوهش‌گران دانشگاه جنوب‌شرقی چین نوعی سیمان نوین با قابلیت خنک‌کنندگی خودکار توسعه داده‌اند که تحت عنوان «سیمان فوق‌ سرد» شناخته می‌شود. این سیمان به‌جای جذب نور خورشید، آن را به‌طور مؤثر بازتاب می‌دهد و می‌تواند دمای خود را در طول روز تا ۵.۴ درجه سانتی‌گراد پایین‌تر از سیمان معمولی نگه دارد.

این موفقیت از طریق فناوری متاسرفیس (فراسطح) مهندسی‌شده و اصلاح ترکیب شیمیایی ذرات کلینکر سیمان حاصل شده است که ساختار بلورینی با بلور‌های منعکس‌کننده اترینگایت (ettringite) در ابعاد مختلف ایجاد می‌کند. این ساختار با حفره‌های سلسله‌مراتبی توانسته است ۹۶.۲ درصد نور مرئی و ۹۶ درصد امواج مادون قرمز خورشید را بازتاب دهد و تابش حرارتی بالایی داشته باشد که به خنک نگاه داشتن سیمان کمک می‌کند.

آزمایش‌های میدانی روی سقف ساختمان‌ها در شرایط دمایی بیش از ۳۸ درجه سانتی‌گراد نشان داد که دمای سطح این سیمان در ساعات اوج تابش خورشید، حدود ۵.۴ درجه کم‌تر از سیمان معمولی است؛ یعنی سیمان معمولی تا دمای ۵۹ درجه سانتی‌گراد گرم می‌شود. قابلیت‌های مکانیکی سیمان فوق‌سرد نیز بسیار بالاست؛ این ماده در برابر نیرو‌های فشاری، خمشی، سایش، چسبندگی، شرایط محیطی سخت همچون مایعات خورنده، تابش فرابنفش و چرخه‌های یخ‌زدگی و ذوب مقاومت فوق‌العاده‌ای دارد و در طولانی‌ مدت خصوصیات نوری و مکانیکی خود را حفظ می‌کند.

کاهش مصرف انرژی در شهر‌ها با سیمان فوق‌سرد

از نظر زیست‌محیطی و اقتصادی، استفاده گسترده از این سیمان نوین می‌تواند به کاهش چشمگیر مصرف انرژی در سیستم‌های تهویه، کاهش انتشار گاز‌های گلخانه‌ای و حرکت به سمت اهداف کربن‌ منفی کمک کند. مطالعات مبتنی بر ارزیابی چرخه عمر و یادگیری ماشین نشان می‌دهند که این سیمان با فرآیند تولید کم‌هزینه و قابلیت تولید در مقیاس وسیع، جایگزین مقرون‌به‌صرفه و عملی برای سیمان‌های سنتی خواهد بود.

تحقیقات میدانی و مدل‌سازی‌های جامع در بیش از ۱۰۰ شهر جهان، از جمله هفت شهر با اقلیم‌های مختلف همچون بمبئی هند، نیامی نیجر، هایکو و چونگ‌چینگ در چین، راک‌همپتون و سیدنی در استرالیا و میامی آمریکا، نشان داده‌اند که این سیمان می‌تواند به‌طور مؤثری انتشار کربن را کاهش دهد و کنترل دمای داخلی ساختمان‌ها را بهبود بخشد.

با وجود نتایج بسیار امیدوارکننده، تاکنون هیچ شهری به‌صورت گسترده و تجاری از سیمان فوق‌ سرد در پروژه‌های عمرانی استفاده نکرده است، اما ظرفیت بالای این فناوری در کاهش گرمای شهری و مقابله با تغییرات اقلیمی، آن را به یک نوآوری کلیدی در عرصه ساخت‌وساز پایدار و دوستدار محیط زیست تبدیل کرده است. این سیمان می‌تواند به‌عنوان یک راهکار مؤثر و عملی برای کاهش مصرف انرژی ساختمان‌ها و اثرات گرمایش جهانی در آینده نزدیک به کار گرفته شود.

کاهش مصرف انرژی در شهر‌ها با سیمان فوق‌سرد