تکنولوژی
قدرت پوسته: محققان با استفاده از هوش مصنوعی زباله‌های برنج را به بتن سبز تبدیل می‌کنند
محققان در حال بررسی استفاده از خاکستر پوسته برنج به عنوان جایگزین جزئی برای سیمان در صنعت ساخت‌وساز هستند. با استفاده از رویکردهای یادگیری ماشین، مدل‌هایی برای پیش‌بینی مقاومت فشاری بتن حاوی خاکستر پوسته برنج توسعه داده شده‌اند. نتایج نشان می‌دهد که افزودن خاکستر پوسته برنج به سیمان باعث بهبود ویژگی‌های بتن از جمله مقاومت فشاری، مقاومت به سایش و خواص مانع رطوبت می‌شود.
محققان در حال بررسی استفاده از خاکستر پوسته برنج به عنوان جایگزین جزئی برای سیمان در صنعت ساخت‌وساز هستند و به دنبال یافتن جایگزین‌های سازگار با محیط زیست برای سیمان سنتی می‌باشند.گروه تحقیقاتی که شامل محققانی از ده دانشگاه مختلف است، ادعا می‌کند که خاکستر پوسته برنج (RHA) با داشتن میزان بالایی از سیلیکا دارای شیمیایی است که آن را جایگزینی مناسب برای سیمان در بتن می‌کند.به منظور توسعه مدل‌های پیش‌بینی مقاومت فشاری بتن حاوی RHA، این مطالعه از رویکردهای یادگیری ماشین (ML) استفاده کرده است. در مقایسه با روش‌های سنتی که اغلب پرهزینه و زمان‌بر هستند، این استراتژی مؤثرتر و اقتصادی تر است.
هدف این مطالعه کاهش تأثیرات منفی زیست‌محیطی مرتبط با تولید بتن بود. محیط‌زیستی‌ها شدیداً معتقدند که سیمان باید با ماده‌ای با ردپای کربنی کمتر جایگزین شود، گفت یکی از اعضای شرکت کننده در مطالعه، دانشگاه آمریکایی رأس‌الخیمه (AURAK) در بیانیه‌ای.
صنعت ساخت‌وساز به عنوان دومین بزرگترین مصرف‌کننده پلاستیک در جهان رتبه‌بندی می‌شود و بیش از یک سوم از انتشار گازهای گلخانه‌ای مرتبط با مصرف انرژی در سطح جهان را به خود اختصاص می‌دهد.تولید بتن، که به طور قابل توجهی به انتشار دی‌اکسید کربن کمک می‌کند، به علت تأثیراتش بر محیط زیست بیشتر زیر ذره‌بین قرار گرفته است.سیمان، یکی از اجزای اصلی بتن، به طور چشمگیری به این انتشارها کمک می‌کند. با در نظر گرفتن خواص چسبندگی سیمان، سازمان زمین‌شناسی ایالات متحده (USGS) تخمین می‌زند که ۴ میلیارد تن سیمان سالانه در سراسر جهان تولید می‌شود که معادل ۷ درصد از کل انتشار دی‌اکسید کربن است. به طور دقیق‌تر، برای هر تن سیمان تولید شده، 0.9 تن CO2 به جو منتشر می‌شود.برای یافتن یک راه حل، این مطالعه از تکنیک‌های هوش مصنوعی برای توسعه مدل‌های پیش‌بینی مقاومت فشاری بتن حاوی RHA بهره برد. تکنیک‌های یادگیری ماشین به طور مؤثر مدل‌های پیش‌بینی‌ای را ایجاد می‌کند که ارتباط بین عناصر ورودی و پارامترهای پاسخ را نقشه‌برداری می‌کند، در مقابل روش‌های سنتی که پرهزینه و زمان‌بر هستند.تیم تحقیقاتی ادعا می‌کند که این مطالعه اطلاعات مفیدی را برای محققان و سازندگان ارائه می‌دهد، که به آن‌ها در تخمین مقاومت فشاری بتن حاوی RHA کمک می‌کند. در مرحله دوم تحقیق که منحصراً در AURAK انجام شد، تیم اثرات آزمایشگاهی استفاده از RHA به عنوان جایگزین جزئی سیمان را بررسی کرد. مخلوط‌های بتن با ۵ درصد، ۱۰ درصد و ۱۵ درصد RHA بر اساس وزن ایجاد شدند. مقاومت و دوام این مخلوط‌ها در حالت‌های تازه و سخت شده در سنین مختلف ارزیابی شد.
نتایج آزمایش نشان می‌دهد که افزودن RHA به عنوان جایگزین جزئی سیمان ویژگی‌های متعددی از بتن را بهبود می‌بخشد. برخی از این ویژگی‌ها شامل مقاومت فشاری در سنین بالاتر، مقاومت به سایش و خواص مانع رطوبت هستند.علاوه بر این، افزودن RHA باعث کاهش چشمگیر انقباض خشک شدن می‌شود که یکی از تعیین کننده‌های اصلی دوام است. این تحقیق امیدبخش است در توسعه بتن پایدارتر با آسیب کمتر به محیط زیست.نتایج آزمایش‌ها نشان دهنده قابلیت استفاده از RHA در بتن برای تولید مخلوط‌های بتن اقتصادی، با دوام و سازگار با محیط زیست است. چنین مخلوط‌هایی گامی مهم در جهت استفاده از روش‌های ساخت و ساز پایدار نمایانگر است، گفت رز-الدین ناصر، از دپارتمان مهندسی عمران و زیرساخت، AURAK و یکی از نویسندگان مقاله. در سال ۲۰۲۰، مهندسان دانشگاه Heriot-Watt در اسکاتلند یک استارتاپ به نام Kenoteq راه‌اندازی کردند و آجر K-Briq را معرفی کردند. آجر نوآورانه تا 90 درصد از ضایعات ساختمانی تشکیل شده است، که نیاز به سوزاندن در کوره‌ها را از بین می‌برد و تنها یک دهم دی‌اکسید کربن را که آجرهای معمولی تولید می‌کنند، منتشر می‌کند.
در سال ۲۰۲۳، دانشمندان در پاناما یک ماده عایق از پوسته برنج کشف کردند. دانشمندان پوسته‌های برنج را به قطعاتی بریدند و سلولز را از روزنامه‌های استفاده شده به دست آوردند. محققان بوراکس را برای مقاومت در برابر قارچ و مهار آتش اضافه کردند و تمام قطعات را با چسب به هم چسباندند.
