বিকল্প সিমেন্ট (জিও পলিমার)

 

বিকল্প সিমেন্ট (জিও পলিমার) 

বিশ্বে নির্মাণ কাজে সিমেন্ট সবচেয়ে গুরুত্বপুর্ণ একটি উপাদান ,অধিকাংশ কাঠামো নির্মাণ হয় সিমেন্ট ও কংক্রিট দিয়ে। কিন্তু সিমেন্ট উৎপাদনের শুরু থেকেই অর্থাৎ কাচামাল আরোহণ শুরু হয় পরিবেশকে নষ্ট করার মধ্য দিয়ে। তাই এই সিমেন্ট নিয়ে গবেষনার শেষ নাই। বিজ্ঞানিরে বহুকাল ধরেই এই সিমেন্ট এর বিকল্প কিছু বের করার চেষ্টা করছেন।  সমপ্রতি এই বিকল্প সিমেন্ট- " জিও-পলিমার " নামক এটি অজৈব পদার্থ আবিষ্কৃত হয়েছে। যেহেতু এটি অজৈব পদার্থ, তাই এটি পরিবেশ বান্ধব। জিও পলিমার(geopolymer)  সিমেন্ট হল এমন একটি বন্ধন সৃষ্টিকারী পক্রিরিয়া যা সাধারন তাপমাত্রায় পোর্টল্যান্ড সিমেন্টের মত জমাট বাধতে পারে। যদি জিও পলিমারকে জমাট বাধানোর জন্যে তাপ প্রয়োগ করতে হত বা হয় তাহলে তাকে জিও পলিমার সিমেন্ট বলা যাবেনা, তাকে বন্ধন সৃষ্টিকারী জিও পলিমার যৌগ বলা যেতে পারে।

জিও পলিমার  সিমেন্ট একটি উদ্ভাবিত যৌগ উপাদান যাকে প্রচলিত পোর্টল্যান্ড সিমেন্টের একটি পরিপূর্ণ বিকল্প বলা য়ায় এবং এটি দিয়ে প্রায় সব ধরণের অবকাঠামোই নির্মাণ করা যায়। এলুমিনিয়াম ও সিলিকা ভিত্তিক পদার্থ এই জিওপলিমার। এটির উৎপাদন প্রক্রিয়ায় প্রাকৃতিক উপকরণ ও শিল্প উপজাত (যেমন ফ্লাই এস) উল্লেখযোগ্যভাবে ব্যাবহার করা হয়। ফলে এটি  কার্বন কমাতে উল্লেযোগ্য অবদান রাখতে পারে। প্রতি টন সিমেন্ট তৈরিতে এক টন কার্বনডাই অক্সাইড উৎপন্ন হয়। কেননা সিমেন্ট তৈরিতে অনেক তাপমাত্রার প্রয়োজন হয়। পক্ষান্তরে প্রতি টন জিওপলিমার তৈরি করতে ০.২ টন কার্বনডাই অক্সাইড তৈরি হয়।

সাধারণ সিমেন্ট এর শক্তি পেতে সময় লাগে ২৮ দিন কিন্তু এই পলিমার শক্তি পেতে সময় লাগে ১-৩ দিন। সাধারণত এটি ২৪ ঘন্টার মধ্যেই তার সর্বোচ্চ শক্তি লাভ করে। এটি ধীরে ধীরে সেট হয় ফলে কারখানায় কংক্রিট তৈরি করে দুরে বিক্রয়ের জন্যে পঠানো যায়। জিও পলিমার  সিমেন্ট  শিলা জাতীয়  সব ধরনের বস্তুর সঙ্গে একটি শক্তিশালী রাসায়নিক বন্ধন গঠনের মাধ্যমে শক্ত হয়ে জমাট বাধার ক্ষমতা রাখে।

এর স্ট্রেন্থ বা শক্তি সাধারণ সিমেন্টের চেয়ে বেশি। এটি চাপশক্তিতে পোর্টল্যান্ড সিমেন্ট এর দ্বিগুন এবং টান শক্তিতে সিমেন্ট এর তিনগুন। এর পাশাপাশি এর মেকানিক্যাল গুনাগুন সিমেন্ট এর চেয়ে অনেক বেশি। গবেষনায় দেখা গেছে জিও-পলিমার দিয়ে তৈরি একটি মগ পাঁচ তলা থেকে ফেলে দিলেও তা ভাঙ্গে না।

জিও পলিমার  রসায়নের শুরু থেকেই লক্ষ্য থেকে ছিল শক্ত বন্ধনি তৈরি কারা এবং সিমেন্টের মত বিভিন্ন অবকাঠামো তৈরি করা।  এটা নিয়ে আরও গবেষনা চলছে। ভবিষ্যতে সিমেন্ট এর ব্যবহার কমে এর ব্যবহার হয়তো বাড়বে এবং রক্ষা পাবে পরিবেশ।  তবে এরই মধ্যে কিছূ  প্রতিষ্ঠান জিও পলিমার বাজারজাত করেছে, যেমন  অস্ট্রেলিয়ান কোম্পানি Zeobond (www.zeobond.com) জিও পলিমার, কংক্রিট হিসাবে বাজারজাত করেছে, তার নাম ই ক্রীট (E-crete™), ব্রিটিশ কোম্পানি Banah  (www.banahuk.co.uk), জিও পলিমার, সিমেন্ট হিসাবে বাজারজাত করেছে, তার নাম বানাহ সেম(banah-Cem ™)

রসায়ন

জিও পলিমার  সিমেন্ট নির্মাণে, এলুমিনিয়া সিলিকেটের উপাদান ও  উচ্চ বিশুদ্ধতা সম্পন্ন ক্ষারীয় বিকারক [সোডিয়াম বা পটাসিয়াম সিলেকেটের সাথে একটি নিদিষ্ট অনুপাতে  SiO2: M2O> 1,65 ( সিলিকন ডাই অক্সাইডঃ সোডিয়াম ডাই অক্সাইড>১,৬৫)  মিশ্রণ এখানে M হচ্ছে Na (সোডিয়াম)  বা K(পটাসিয়াম)] এবং পনি প্রয়োজন।  

জিও পলিমার সিমেন্ট  কি কি উপাদান দিয়ে তৈরি হয় তা নিচের ছবি থেকে সহজেই বুঝা যায়।

Alumino Silicate - এলমুনিয়াম সিলিকেট

Calcined Clay- ক্যালকিনেট মাটি- এটি একপ্রকার প্রাকৃতিক উদ্বায়ী মাটি যা উচ্চ তাপমাত্রায় পুড়ে আর্দ্রতা শূন্য হয়ে যায় এবং কার্বনেটের পরিমাণ বেড়েযায়।

ü      Kaolinitic Clay- এক প্রকার সাদা মিহি কাদা যা সিরামিকের বিকল্প হিসাবে  ঔষধ শিল্পে ব্যাবহার হয়।  ক্যাওলিনেট (kaolinite) সমৃদ্ধ এই শিলা চীনামাটি বা চীন কাদামাটি হিসাবে পরিচিত। রাসায়নিক সংকেত Al2Si2O5 (OH)4  

ü      Lateric Clay - ল্যাট্রিস মাটি লোহা এবং এলুমিনিয়াম সমৃদ্ধ এক ধরনের মাটি যা আর্দ্র গ্রীষ্মমন্ডলীয় অঞ্চলে গঠিত হয়। লোহা অক্সাইডের কারণে এক ধরনের মাটি সাধারণত লাল হয়।

Volcanic Rocks - আগ্নেয় শিলা অগ্নুৎপাতের ফলে  সৃষ্ট হয়।আগ্নেয় শিলা সাধারণত কাচের মত সূক্ষ্ম খসখসে হয়ে থাকে

Mine Tailings - খনি থেকে খনিজ পদার্থ উত্তলনের সময়  বর্জ্য হিসাবে এই কাদা নির্গত হয় , এতে প্রচুর আকরিক থাকে।

Industry by-products - শিল্প কারখানার উপজাত

- Blast furnace slag - ইস্পাত শিল্পের ফার্নেস/চুল্লী থেকে নির্গত স্ল্যাগ 

- Coal fly ashes- কয়লা নির্ভর বিদ্যুৎ কারখানা হতে নির্গত ফ্লাই এস ।

User friendly Alkaline reagents - উচ্চ বিশুদ্ধতা সম্পন্ন ক্ষারীয় বিকারক

SiO2- (Silicon Dioxide) সিলিকন ডাই অক্সাইড

M2O – (Sodium Dioxide)  সোডিয়াম ডাই অক্সাইড