Environmental impact of concrete
કોંક્રિટની પર્યાવરણીય અસર, તેનું ઉત્પાદન અને તેની ઉપયોગિતાઓ જટિલ છે, જે આંશિક રીતે બાંધકામ અને માળખાગત સુવિધાઓની સીધી અસરો તેમજ CO2 ઉત્સર્જન દ્વારા સંચાલિત છે; કુલ વૈશ્વિક CO2 ઉત્સર્જનના 4-8% વચ્ચે કોંક્રિટમાંથી આવે છે. ઘણા લોકો સંજોગો પર આધાર રાખે છે. એક મુખ્ય ઘટક સિમેન્ટ છે, જે તેની પોતાની પર્યાવરણીય અને સામાજિક અસરો ધરાવે છે અને કોંક્રિટમાં મોટા પ્રમાણમાં ફાળો આપે છે. સિમેન્ટ ઉદ્યોગ કાર્બન ડાયોક્સાઇડના મુખ્ય ઉત્પાદકોમાંનો એક છે, જે એક શક્તિશાળી ગ્રીનહાઉસ ગેસ છે. કોંક્રિટ પૃથ્વીના સૌથી ફળદ્રુપ સ્તર, ટોચની માટીને નુકસાન પહોંચાડે છે. કોંક્રિટનો ઉપયોગ સખત સપાટીઓ બનાવવા માટે થાય છે જે સપાટીના વહેણમાં ફાળો આપે છે જે જમીનનું ધોવાણ, જળ પ્રદૂષણ અને પૂરનું કારણ બની શકે છે. તેનાથી વિપરીત, કોંક્રિટ એ પૂરના યોગ્ય નિયંત્રણ માટેના સૌથી શક્તિશાળી સાધનોમાંનું એક છે, જેમાં બંધ બાંધવા, દિશા બદલવી અને પૂરના પાણીનું વિચલન, કાદવનો પ્રવાહ વગેરેનો સમાવેશ થાય છે. હળવા રંગની કોંક્રિટ તેના ઉચ્ચ આલ્બેડોને કારણે શહેરી હીટ આઇલેન્ડની અસરને ઘટાડી શકે છે. જો કે, મૂળ વનસ્પતિથી વધુ લાભ થાય છે. ઇમારત તોડી પાડવાથી અને કુદરતી આફતો દ્વારા બહાર નીકળતી કોંક્રિટની ધૂળ જોખમી વાયુ પ્રદૂષણનું મુખ્ય સ્ત્રોત બની શકે છે. કોંક્રિટમાં ઉપયોગી અને અનિચ્છનીય ઉમેરણો સહિત કેટલાક પદાર્થોની હાજરી, ઝેરી અને (સામાન્ય રીતે કુદરતી રીતે થતી) કિરણોત્સર્ગને કારણે આરોગ્યની ચિંતાઓનું કારણ બની શકે છે. ભીનું કોંક્રિટ અત્યંત આલ્કલાઇન હોય છે અને તેને હંમેશા યોગ્ય રક્ષણાત્મક ઉપકરણો સાથે નિયંત્રિત કરવું જોઈએ. સુધારેલી પર્યાવરણીય જાગૃતિ, કાયદા અને આર્થિક વિચારણાઓના જવાબમાં કોંક્રિટ રિસાયક્લિંગ વધી રહ્યું છે. તેનાથી વિપરીત, કોંક્રિટનો ઉપયોગ લાકડા જેવી વૈકલ્પિક નિર્માણ સામગ્રીના ઉપયોગને ઘટાડે છે, જે કાર્બન સીક્વેસ્ટરિંગનું કુદરતી સ્વરૂપ છે. કાર્બન ડાયોક્સાઇડનું ઉત્સર્જન અને આબોહવા પરિવર્તન સિમેન્ટ ઉદ્યોગ કાર્બન ડાયોક્સાઇડ (CO2) ના બે સૌથી મોટા ઉત્પાદકોમાંનો એક છે, જે આ ગેસના વિશ્વવ્યાપી માનવસર્જિત ઉત્સર્જનમાં 5 ટકા સુધીનું સર્જન કરે છે, જેમાંથી 50 ટકા રાસાયણિક પ્રક્રિયામાંથી અને 40 ટકા બળતણ બાળવાથી થાય છે. માળખાકીય કોંક્રિટના ઉત્પાદન માટે (~14% સિમેન્ટનો ઉપયોગ કરીને) ઉત્પાદનનો અંદાજ 410 કિલોગ્રામ/ઘનમીટર (~ 180 કિલોગ્રામ/ટન @ઘનતા 2.3 ગ્રામ/સે. મી. 3) (સિમેન્ટના 30 ટકા ફ્લાય એશ રિપ્લેસમેન્ટ સાથે ઘટાડીને 290 કિલોગ્રામ/ઘનમીટર) છે. કોંક્રિટના ઉત્પાદનમાંથી કાર્બન ડાયોક્સાઇડનું ઉત્સર્જન કોંક્રિટના મિશ્રણમાં વપરાતી સિમેન્ટની સામગ્રીના સીધા પ્રમાણસર હોય છે; દરેક ટન સિમેન્ટના બનાવટ માટે 900 કિલોગ્રામ કાર્બન ડાયોક્સાઇડનું ઉત્સર્જન થાય છે, જે સરેરાશ કોંક્રિટના મિશ્રણ સાથે સંકળાયેલા ઉત્સર્જનમાં 88 ટકા હિસ્સો ધરાવે છે. સિમેન્ટ ઉત્પાદન કાર્બન ડાયોક્સાઇડના ઉત્પાદન દ્વારા સીધું ગ્રીનહાઉસ વાયુઓનું યોગદાન આપે છે જ્યારે કેલ્શિયમ કાર્બોનેટ ઉષ્મીય રીતે વિઘટિત થાય છે, ચૂનો અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ ઉત્પન્ન કરે છે, અને ઊર્જાના ઉપયોગ દ્વારા પણ, ખાસ કરીને અશ્મિભૂત ઇંધણના દહનથી. કોંક્રિટ જીવન ચક્રનું એક ક્ષેત્ર નોંધવા યોગ્ય છે કે તેની એકમ દળ દીઠ ખૂબ ઓછી મૂર્ત ઊર્જા છે. આનું મુખ્ય કારણ એ છે કે કોંક્રિટના બાંધકામમાં ઉપયોગમાં લેવાતી સામગ્રી, જેમ કે એગ્રીગેટ, પોઝોલાન અને પાણી, પ્રમાણમાં પુષ્કળ હોય છે અને ઘણીવાર સ્થાનિક સ્રોતોમાંથી ખેંચી શકાય છે. આનો અર્થ એ થયો કે કોંક્રિટની મૂર્ત ઊર્જામાં પરિવહનનો હિસ્સો માત્ર 7 ટકા છે, જ્યારે સિમેન્ટનું ઉત્પાદન 70 ટકા છે. કોંક્રિટની કુલ મૂર્ત ઊર્જા 1.69 GJ/ટન છે, જે લાકડા ઉપરાંત મોટાભાગની સામાન્ય બાંધકામ સામગ્રી કરતાં એકમ દીઠ ઓછી છે. જો કે, કોંક્રિટ માળખામાં ઘણીવાર ઉચ્ચ દળ હોય છે, તેથી આ સરખામણી હંમેશા નિર્ણય લેવા માટે સીધી સુસંગત હોતી નથી. વધુમાં, આ મૂલ્ય માત્ર 20 ટકા ફ્લાય એશના મિશ્ર પ્રમાણ પર આધારિત છે. એવો અંદાજ છે કે ફ્લાય એશ સાથે સિમેન્ટની 1 ટકા બદલી ઊર્જા વપરાશમાં 0.7 ટકાનો ઘટાડો દર્શાવે છે. 80 ટકા જેટલી ફ્લાય એશ ધરાવતા કેટલાક સૂચિત મિશ્રણ સાથે, આ નોંધપાત્ર ઊર્જા બચતનું પ્રતિનિધિત્વ કરી શકે છે. બોસ્ટન કન્સલ્ટિંગ ગ્રૂપના 2022 ના અહેવાલમાં જાણવા મળ્યું છે કે સિમેન્ટના હરિયાળા સ્વરૂપોમાં રોકાણ અન્ય ઘણી હરિયાળી તકનીકોમાં રોકાણ કરતાં ડોલર દીઠ વધુ ગ્રીનહાઉસ ગેસ ઘટાડા તરફ દોરી જશે-જોકે છોડ આધારિત માંસના વિકલ્પોમાં રોકાણ નોંધપાત્ર રીતે વધુ ઘટાડો કરશે. શમન ડિઝાઇનમાં સુધારા શૈક્ષણિક અને ઔદ્યોગિક બંને ક્ષેત્રોમાંથી કોંક્રિટ સંબંધિત કાર્બન ઉત્સર્જન ઘટાડવામાં રસ વધી રહ્યો છે, ખાસ કરીને ભવિષ્યમાં કાર્બન કરના અમલીકરણની સંભાવના સાથે. ઉત્સર્જન ઘટાડવા માટે ઘણા અભિગમો સૂચવવામાં આવ્યા છે. સિમેન્ટનું ઉત્પાદન અને ઉપયોગ કાર્બન ઉત્સર્જન એટલું ઊંચું હોવાનું એક કારણ એ છે કે ક્લિંકર રચવા માટે સિમેન્ટને ખૂબ ઊંચા તાપમાને ગરમ કરવી પડે છે. આનો મુખ્ય ગુનેગાર એલાઇટ (Ca3SiO5) છે, જે કોંક્રિટમાં એક ખનિજ છે જે રેડવાના કલાકોમાં મટાડે છે અને તેથી તેની મોટાભાગની પ્રારંભિક શક્તિ માટે જવાબદાર છે. જો કે, ક્લિંકર બનાવવાની પ્રક્રિયામાં એલાઇટને પણ 1,500 ડિગ્રી સેલ્સિયસ સુધી ગરમ કરવું પડે છે. કેટલાક સંશોધનો સૂચવે છે કે એલાઇટને અલગ ખનિજ દ્વારા બદલી શકાય છે, જેમ કે બેલાઇટ (Ca2SiO4). બેલાઇટ એ કોંક્રિટમાં પહેલેથી જ વપરાતું ખનિજ પણ છે. તેનું શેકેલું તાપમાન 1,200 ડિગ્રી સેલ્સિયસ છે, જે એલાઇટ કરતાં નોંધપાત્ર રીતે ઓછું છે. વધુમાં, કોંક્રિટની સારવાર પછી બેલાઇટ ખરેખર મજબૂત બને છે. જો કે, બેલાઇટ સંપૂર્ણપણે સેટ થવામાં દિવસો અથવા મહિનાનો ક્રમ લે છે, જે કોંક્રિટને લાંબા સમય સુધી નબળું પાડે છે. વર્તમાન સંશોધન મેગ્નેશિયમ જેવા સંભવિત અશુદ્ધિ ઉમેરણો શોધવા પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરી રહ્યું છે, જે ઉપચાર પ્રક્રિયાને ઝડપી બનાવી શકે છે. તે ધ્યાનમાં લેવું પણ યોગ્ય છે કે બેલાઇટ ગ્રાઇન્ડ કરવા માટે વધુ ઊર્જા લે છે, જે તેની અસરનું સંપૂર્ણ જીવન એલાઇટ જેવું અથવા તેનાથી પણ વધારે બનાવી શકે છે. બીજો અભિગમ પરંપરાગત ક્લિંકરને ફ્લાય એશ, બોટમ એશ અને સ્લેગ જેવા વિકલ્પો સાથે આંશિક રીતે બદલવાનો રહ્યો છે, જે તમામ અન્ય ઉદ્યોગોની પેટા-પેદાશો છે જે અન્યથા લેન્ડફીલમાં પરિણમી શકે છે. ફ્લાય એશ અને બોટમ એશ થર્મોઇલેક્ટ્રિક પાવર પ્લાન્ટમાંથી આવે છે, જ્યારે સ્લેગ એ આયર્નવર્ક ઉદ્યોગમાં બ્લાસ્ટ ફર્નેસનો કચરો છે. આ સામગ્રીઓ ધીમે ધીમે ઉમેરણો તરીકે લોકપ્રિયતા મેળવી રહી છે, ખાસ કરીને કારણ કે તેઓ સંભવિત રીતે તાકાતમાં વધારો કરી શકે છે, ઘનતા ઘટાડી શકે છે અને કોંક્રિટની ટકાઉપણું લંબાવી શકે છે. ફ્લાય એશ અને સ્લેગના વ્યાપક અમલીકરણમાં મુખ્ય અવરોધ મોટે ભાગે નવી તકનીક સાથે બાંધકામના જોખમને કારણે હોઈ શકે છે જે લાંબા ક્ષેત્ર પરીક્ષણના સંપર્કમાં નથી. જ્યાં સુધી કાર્બન ટેક્સ લાગુ કરવામાં ન આવે ત્યાં સુધી, કંપનીઓ નવી કોંક્રિટ મિશ્રણ વાનગીઓ સાથે તક લેવા તૈયાર નથી, ભલે તે કાર્બન ઉત્સર્જનમાં ઘટાડો કરે. જો કે, "ગ્રીન" કોંક્રિટ અને તેના અમલીકરણના કેટલાક ઉદાહરણો છે. એક ઉદાહરણ સેરાટેક નામની કોંક્રિટ કંપની છે જેણે 95 ટકા ફ્લાય એશ અને 5 ટકા પ્રવાહી ઉમેરણો સાથે કોંક્રિટનું ઉત્પાદન શરૂ કર્યું છે. બીજો I-35W સેન્ટ એન્થની ફૉલ્સ બ્રિજ છે, જે કોંક્રિટના નવીન મિશ્રણ સાથે બાંધવામાં આવ્યો હતો જેમાં પુલના ભાગ અને તેની ભૌતિક ગુણધર્મોની જરૂરિયાતોને આધારે પોર્ટલેન્ડ સિમેન્ટ, ફ્લાય એશ અને સ્લેગની વિવિધ રચનાઓનો સમાવેશ થતો હતો. કેટલીક સ્ટાર્ટઅપ કંપનીઓ વૈકલ્પિક સિમેન્ટ ઉત્પાદન પદ્ધતિઓ વિકસાવી રહી છે અને તેનું પરીક્ષણ કરી રહી છે. સોમરવિલે, મેસેચ્યુસેટ્સની ઉત્કૃષ્ટતા નો-ભઠ્ઠી ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ કરે છે, અને સેન જોસ, કેલિફોર્નિયાના ફોર્ટેરા પરંપરાગત છોડમાંથી કાર્બન ડાયોક્સાઇડને એક નવા પ્રકારની સિમેન્ટ બનાવવા માટે મેળવે છે. કેલિફોર્નિયાના લોસ ગેટોસનું બ્લુ પ્લેનેટ કૃત્રિમ કોંક્રિટનું ઉત્પાદન કરવા માટે ઉત્સર્જિત કાર્બન ડાયોક્સાઇડ મેળવે છે. હેલિફેક્સ, નોવા સ્કોટીયાની કાર્બનક્યોર ટેક્નોલોજિસે વિશ્વભરના સેંકડો કોંક્રિટ પ્લાન્ટ્સમાં તેની કાર્બન ખનિજીકરણ પ્રણાલીઓને પુનઃસ્થાપિત કરી છે, કોંક્રિટમાં કાર્બન ડાયોક્સાઇડને ઇન્જેક્શન આપીને અને કાયમી ધોરણે સંગ્રહિત કરી છે કારણ કે તે મિશ્રિત થઈ રહ્યું છે. વધુમાં, કોંક્રિટના ઉત્પાદન માટે મોટા પ્રમાણમાં પાણીની જરૂર પડે છે, અને વૈશ્વિક ઉત્પાદન વિશ્વભરના ઔદ્યોગિક પાણીના ઉપયોગનો લગભગ દશમો ભાગ છે. આ કુલ વૈશ્વિક પાણી ઉપાડના 1.7 ટકા જેટલું છે. 2018માં નેચર સસ્ટેઇનેબિલીટીમાં પ્રકાશિત થયેલા એક અભ્યાસમાં આગાહી કરવામાં આવી છે કે કોંક્રિટનું ઉત્પાદન ભવિષ્યમાં દુષ્કાળની સ્થિતિ માટે સંવેદનશીલ પ્રદેશોમાં જળ સંસાધનો પર દબાણ વધારશે, જેમાં લખવામાં આવ્યું છે કે, "2050માં કોંક્રિટના ઉત્પાદન માટે પાણીની 75 ટકા માંગ એવા પ્રદેશોમાં થવાની શક્યતા છે જ્યાં પાણીની તંગી થવાની અપેક્ષા છે". કાર્બન કોંક્રિટ કાર્બોનેટેશન, જેને કેટલીકવાર કાર્બોનેશન કહેવામાં આવે છે, તે રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા દ્વારા કેલ્શિયમ કાર્બોનેટ (CaCO3) ની રચના છે, જેનો ઉપયોગ જો કોંક્રિટમાં કરવામાં આવે તો તે કાર્બન ડાયોક્સાઇડને અલગ કરી શકે છે. કાર્બોનેશનની ઝડપ મુખ્યત્વે કોંક્રિટની છિદ્રાળુતા અને તેની ભેજનું પ્રમાણ પર આધાર રાખે છે. કોંક્રિટના છિદ્રોમાં કાર્બોનેશન માત્ર 40-90% ના સાપેક્ષ ભેજ (RH) પર થાય છે-જ્યારે RH 90 ટકાથી વધુ હોય, ત્યારે કાર્બન ડાયોક્સાઇડ કોંક્રિટના છિદ્રોમાં પ્રવેશી શકતો નથી, અને જ્યારે RH 40 ટકાથી ઓછો હોય, ત્યારે પાણીમાં ઓગળી શકતો નથી. કોંક્રિટને બે મુખ્ય પદ્ધતિઓ દ્વારા કાર્બોનેટેડ કરી શકાય છેઃ હવામાન કાર્બોનેશન અને પ્રારંભિક વયના કાર્બોનેશન. હવામાન કાર્બોનેશન કોંક્રિટમાં થાય છે જ્યારે કેલ્શિયમ સંયોજનો વાતાવરણમાંથી કાર્બન ડાયોક્સાઇડ (CO2) અને કોંક્રિટ છિદ્રોમાં પાણી (H2O) સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે. પ્રતિક્રિયા નીચે મુજબ છે. પ્રથમ, રાસાયણિક હવામાન દ્વારા, કોંક્રિટના છિદ્રોમાં પાણી સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને કાર્બોનિક એસિડ રચાય છેઃ CO2 + H2O <=> H2CO3 કાર્બોનિક એસિડ પછી કેલ્શિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને કેલ્શિયમ કાર્બોનેટ અને પાણી બનાવે છેઃ Ca (OH) 2 + H2CO3 <=> CaCO3 + 2H2O એકવાર કેલ્શિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ (Ca (OH) 2) પૂરતા પ્રમાણમાં કાર્બોનેટેડ થઈ જાય, પછી સિમેન્ટના મુખ્ય ઘટક, કેલ્શિયમ સિલિકેટ હાઇડ્રેટ જેલ (C-S-H) ને ડીકેલ્સિફાઇડ કરી શકાય છે, એટલે કે મુક્ત કેલ્શિયમ ઓક્સાઇડ (CaO) કાર્બોનેટ કરી શકે છેઃ H2CO3 + CaO3 + H2O પ્રારંભિક વય વાયુયુક્ત કાર્બન ડાયોક્સાઈડને ઘન કાર્બોનેટમાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવે છે અને તેને કોંક્રિટમાં કાયમી સંગ્રહિત કરી શકાય છે. સિમેન્ટમાં CO2 અને કેલ્શિયમ સિલિકેટ હાઇડ્રેટ (C-S-H) ની પ્રતિક્રિયાઓને 1974માં સિમેન્ટ રસાયણશાસ્ત્રી સંકેત (CCN) માં આ રીતે વર્ણવવામાં આવી હતીઃ C3S + 3CO2 + H2O-> CSH + 3CaCO3 + 347 kJ/molC2S + 2CO2 + H2O-> CSH + 2CaCO3 + 184 kJ/mol. આ ઉત્પાદન પ્રક્રિયા દરમિયાન તૃતીય-પક્ષ ઔદ્યોગિક ઉત્સર્જકોમાંથી રિસાયકલ કરેલા પ્રવાહી કાર્બન ડાયોક્સાઇડને સીધા કોંક્રિટ વેટ-મિક્સ તબક્કામાં દાખલ કરીને પ્રાપ્ત થાય છે. પછી કોંક્રિટ ઇન્ફ્રાસ્ટ્રક્ચર, ઇમારતો, રસ્તાઓ વગેરેમાં ગ્રીનહાઉસ ગેસ પ્રદૂષકોને અલગ કરીને રાસાયણિક રીતે ખનિજીકૃત કરવામાં આવે છે. લાંબા સમય માટે. જર્નલ ઓફ ક્લીનર પ્રોડક્શનમાં પ્રકાશિત થયેલા એક અભ્યાસમાં, લેખકોએ એક મોડેલ બનાવ્યું છે જે દર્શાવે છે કે સેક્વેસ્ટરે ઉત્સર્જન ઘટાડતી વખતે કોંક્રિટની સંકોચક શક્તિમાં સુધારો કર્યો છે, આમ સિમેન્ટના લોડિંગમાં ઘટાડો કરવાની મંજૂરી આપે છે જ્યારે "કાર્બન ફૂટપ્રિન્ટમાં 4.6 ટકા ઘટાડો" પણ કરે છે. ઉત્સર્જનને પકડવાની અન્ય સૂચિત પદ્ધતિ એ છે કે કોંક્રિટના ઉપચાર તરીકે, ખાસ કરીને ફેઝમાં ડાયકેલસિયમ સિલિકેટના મિશ્રણનો ઉપયોગ કરીને ક્યુઅરિંગ પ્રક્રિયામાં CO2ને શોષી લેવું. ફ્લાય એશ અથવા અન્ય યોગ્ય વિકલ્પનો ઉપયોગ સૈદ્ધાંતિક રીતે 400 કિલોગ્રામ/ઘન મીટરના પોર્ટલેન્ડ સિમેન્ટ કોંક્રિટ ઉત્સર્જનની સરખામણીમાં 0 કિલોગ્રામ/ઘન મીટરની નીચે CO2 ઉત્સર્જન લાવી શકે છે. આ કોંક્રિટના ઉત્પાદનની સૌથી અસરકારક પદ્ધતિ પાવર પ્લાન્ટના એક્ઝોસ્ટ ગેસનો ઉપયોગ કરશે, જ્યાં એક અલગ ચેમ્બર તાપમાન અને ભેજને નિયંત્રિત કરી શકે છે. ઓગસ્ટ 2019માં, ઘટાડેલા CO2 સિમેન્ટની જાહેરાત કરવામાં આવી હતી જે "પ્રીકાસ્ટ કોંક્રિટમાં એકંદર કાર્બન ફૂટપ્રિન્ટને 70 ટકા ઘટાડે છે". સિમેન્ટનો આધાર મુખ્યત્વે વોલાસ્ટોનાઈટ (CaSiO3) અને રેન્કનાઈટ (3CaO) છે. 2SiO2), પરંપરાગત પોર્ટલેન્ડ સિમેન્ટથી વિપરીત, એલાઇટ (3CaO) પર આધારિત છે. SiO2) અને બેલાઇટ (2CaO. SiO2). ઘટાડેલા ઉત્સર્જન કોંક્રિટ ઉત્પાદનની પેટન્ટ પ્રક્રિયા પ્રવાહી તબક્કાના સિંટરિંગ દ્વારા કણોના બંધનથી શરૂ થાય છે, જેને પ્રતિક્રિયાશીલ હાઇડ્રોથર્મલ પ્રવાહી-તબક્કાની ઘનતા (આર. એચ. એલ. પી. ડી.) તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે. પાણીનો દ્રાવણ અને કણોમાં પ્રવેશ કરે છે, આજુબાજુની પરિસ્થિતિઓમાં પ્રતિક્રિયા કરીને બંધ બનાવે છે જે ઘટાડેલા-ચૂનો, બિન-હાઇડ્રોલિક કેલ્શિયમ સિલિકેટ સિમેન્ટ (સી. એસ. સી.) બનાવે છે. પરંપરાગત પોર્ટલેન્ડ કોંક્રિટ અને આ કાર્બોનેટેડ કેલ્શિયમ સિલિકેટ કોંક્રિટ (CSC-C) વચ્ચેનો તફાવત પાણીના દ્રાવણ અને કેલ્શિયમ-સિલિકેટના પરિવાર વચ્ચેની અંતિમ ઉપચાર પ્રક્રિયા પ્રતિક્રિયામાં રહેલો છે. સોલિડિયા નામના એક ઘટાડેલા ઉત્સર્જન સિમેન્ટના અભ્યાસ અનુસાર, "સી. એસ. સી.-સી ક્યુરિંગ એ હળવી એક્ઝોથર્મિક પ્રતિક્રિયા છે જેમાં સી. એસ. સી. માં લો-લાઈમ કેલ્શિયમ સિલિકેટ્સ પાણીની હાજરીમાં કેલ્સાઇટ (સી. એ. સી. ઓ. 3) અને સિલિકા () ઉત્પન્ન કરવા માટે સી. ઓ. 2 સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે જે નીચે મુજબ છેઃ સી. એ. એસ. આઈ. ઓ. 3 + સી. ઓ. 2-> સી. એ. સી. ઓ. 3 + સી. ઓ. ઓ. 2" જો કે, નાની ઉંમરની કાર્બોનેશન પદ્ધતિઓએ તેમની નોંધપાત્ર કાર્બન સીક્વેસ્ટ્રેશન કુશળતાને કારણે માન્યતા મેળવી છે, કેટલાક લેખકોએ દલીલ કરી છે કે પ્રારંભિક યુગના કાર્બોનેશન ક્યુરિંગની અસર પછીથી હવામાન કાર્બોનેશનને કારણે થઈ શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, 2020 નો એક લેખ લખે છે, "પ્રાયોગિક પરિણામો સૂચવે છે કે ઉચ્ચ ડબલ્યુ/સી ગુણોત્તર (> 0.65) સાથે પ્રારંભિક વયના કાર્બોનેટેડ કોંક્રિટ હવામાન કાર્બોનેશનથી પ્રભાવિત થવાની સંભાવના વધારે છે". આ લેખ ચેતવણી આપે છે કે આ જીવન સેવા દરમિયાન કાટના તબક્કામાં તેની શક્તિ ક્ષમતાઓને નબળી પાડી શકે છે. ઈટાલિયન કંપની ઇટાલસેન્ટીએ એક પ્રકારની સિમેન્ટની રચના કરી છે જે અલ્ટ્રાવાયોલેટ પ્રકાશને શોષતા ટાઇટેનિયમ ડાયોક્સાઇડના ઉપયોગ દ્વારા કોંક્રિટના સંપર્કમાં આવતા પ્રદૂષકોને તોડીને વાયુ પ્રદૂષણને ઘટાડે છે. તેમ છતાં કેટલાક પર્યાવરણીય નિષ્ણાતો શંકાસ્પદ રહે છે અને આશ્ચર્ય કરે છે કે શું વિશેષ સામગ્રી તેને આર્થિક રીતે સક્ષમ બનાવવા માટે પૂરતા પ્રદૂષકોને "ખાઈ" શકે છે. રોમમાં જ્યુબિલી ચર્ચ આ પ્રકારના કોંક્રિટમાંથી બનાવવામાં આવ્યું છે. કાર્બન કોંક્રિટમાં ધ્યાનમાં લેવાનું બીજું પાસું એ છે કે ઠંડી આબોહવાની પરિસ્થિતિઓને કારણે સપાટીનું માપન અને ડી-આઇસિંગ મીઠું અને ફ્રીઝ-થો ચક્ર (હિમ હવામાન) ના સંપર્કમાં આવવું. કાર્બોનેશન ક્યુરિંગ દ્વારા ઉત્પાદિત કોંક્રિટ પણ ભૌતિક અધોગતિને આધિન હોય ત્યારે બહેતર કામગીરી દર્શાવે છે, દા. ત., ફ્રીઝ-થો નુકસાન, ખાસ કરીને કાર્બોનેશન ઉત્પાદનોના વરસાદ દ્વારા સક્ષમ છિદ્રોની ઘનતા અસરને કારણે કોંક્રિટમાંથી મોટાભાગના CO2 ઉત્સર્જન સિમેન્ટ ઉત્પાદનમાંથી આવે છે. તેથી, દરેક કોંક્રિટ મિશ્રણમાં સિમેન્ટની સામગ્રી ઘટાડવાની પદ્ધતિઓ ઉત્સર્જન ઘટાડવાની એકમાત્ર જાણીતી પદ્ધતિઓ છે. ધુમ્મસ ઘટાડવા માટે ફોટોકેટેલિસિસ ટાઇટેનિયમ ડાયોક્સાઇડ (ટી. ઓ. ઓ. 2), એક સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રી જે ફોટોકેટેલિટિક વર્તણૂક દર્શાવે છે, તેનો ઉપયોગ વાતાવરણમાંથી નાઇટ્રોજન ઓક્સાઇડ (સૂચવેલા એન. ઓ. એક્સ.) ને દૂર કરવા માટે કરવામાં આવે છે. નાઇટ્રિક ઓક્સાઇડ અને નાઇટ્રોજન ડાયોક્સાઇડ એ વાતાવરણીય વાયુઓ છે જે એસિડ વરસાદ અને ધુમ્મસની રચનામાં ફાળો આપે છે, જે બંને શહેરી પ્રદૂષણનું પરિણામ છે. નાઇટ્રોજન ઓક્સાઇડની રચના માત્ર ઊંચા તાપમાને થાય છે, તેથી નાઇટ્રોજન ઓક્સાઇડ સામાન્ય રીતે હાઇડ્રોકાર્બન દહનના આડપેદાશ તરીકે ઉત્પન્ન થાય છે. શહેરી પ્રદૂષણની ઘટનાઓમાં યોગદાન આપવા ઉપરાંત, NOx વિવિધ પ્રકારની પ્રતિકૂળ આરોગ્ય અને પર્યાવરણીય અસરો પેદા કરે છે, જેમાં શ્વસન તકલીફ પેદા કરવી, ઓઝોન, નાઇટ્રોએરીન્સ અને નાઇટ્રેટ રેડિકલ જેવા હાનિકારક ઉત્પાદનો બનાવવા માટે અન્ય વાતાવરણીય રસાયણો સાથે પ્રતિક્રિયા કરવી અને ગ્રીનહાઉસ અસરમાં યોગદાન આપવું સામેલ છે. વિશ્વ આરોગ્ય સંસ્થા (ડબલ્યુ. એચ. ઓ.) એ 40 ગ્રામ/ઘન મીટરની મહત્તમ NOx સાંદ્રતાની ભલામણ કરી છે. ખાસ કરીને શહેરી વિસ્તારોમાં NOxની સાંદ્રતા ઘટાડવાનો એક સૂચિત માર્ગ એ છે કે નાઇટ્રેટ બનાવવા માટે NO અને NO2ને ઓક્સિડાઇઝ કરવા માટે કોંક્રિટમાં મિશ્રિત ફોટોકેટાલિટિક TiO2નો ઉપયોગ કરવો. પ્રકાશની હાજરીમાં, ટી. આઈ. ઓ. 2 ઇલેક્ટ્રોન અને છિદ્રો ઉત્પન્ન કરે છે જે એન. ઓ. ને એન. ઓ. 2 અને એન. ઓ. 2 માં ઓક્સિડાઇઝ થવા દે છે અને પછી હાઇડ્રોક્સિલ રેડિકલ એટેક દ્વારા એચ. એન. ઓ. 3 (નાઈટ્રિક એસિડ) બનાવે છે. પરમાણુ શોષણ પ્રતિક્રિયાઓ નીચે આપવામાં આવી છેઃ O2 + Oads H2O + H2Oads NO + NOads NO2 + NO2ADs TiO2 સક્રિયકરણ દ્વારા છિદ્રો અને ઇલેક્ટ્રોનની ઉત્પત્તિ નીચે વર્ણવેલ છેઃ TiO2 + hν → e − + h + ઇલેક્ટ્રોન/છિદ્રને ફસાવવુંઃ h + + H2Oads → OH· + H + e − + O2ads → O2 − હાઇડ્રોક્સિલ રેડિકલ હુમલોઃ NOads + OH· → HNO2HNO2 + OH· → NO2ads + H2ONO2ads + OH· → NO3 જડિત સૌર કોષો કોંક્રિટમાં જડિત રંગ-સંવેદનશીલ સૌર કોષોને ઇમારતોના કાર્બન અને ઊર્જાના પદચિહ્નોને ઘટાડવાની પદ્ધતિ તરીકે પ્રસ્તાવિત કરવામાં આવ્યા છે. એમ્બેડેડ સૌર કોષોનો ઉપયોગ સ્થળ પર ઊર્જા ઉત્પાદન માટે પરવાનગી આપે છે, જે જ્યારે બેટરી સાથે જોડાય છે, ત્યારે સમગ્ર દિવસ દરમિયાન સતત શક્તિ પ્રદાન કરે છે. કોંક્રિટનું ટોચનું સ્તર રંગ-સંવેદનશીલ સૌર કોષોનું પાતળું સ્તર હશે. રંગ-સંવેદનશીલ સૌર કોષો ખાસ કરીને રોલ-પ્રિન્ટિંગ અથવા પેઇન્ટિંગ દ્વારા મોટા પાયે ઉત્પાદનની સરળતા અને 10 ટકાની વ્યાજબી ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાને કારણે આકર્ષક છે. આ વિભાવનાના વ્યાપારીકરણનું એક ઉદાહરણ જર્મન કંપની ડિસ્ક્રીટ છે, જે ડાઈ-સેન્સિટાઇઝ્ડ સોલર સેલ એમ્બેડેડ કોંક્રિટ ઉત્પાદનનું ઉત્પાદન કરે છે. તેમની પ્રક્રિયા કોંક્રિટ પર વીજળી ઉત્પન્ન કરતા કાર્બનિક રંગોને લાગુ કરવા માટે સ્પ્રે-કોટિંગ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરે છે. ઊર્જા સંગ્રહ ઘણી નવીનીકરણીય ઊર્જા ઉત્પાદન પદ્ધતિઓ માટે ઊર્જા સંગ્રહ એક મહત્વપૂર્ણ વિચારણા બની ગઈ છે, ખાસ કરીને સૌર અથવા પવન ઊર્જા જેવી લોકપ્રિય પદ્ધતિઓ માટે, જે બંને તૂટક તૂટક ઊર્જા ઉત્પાદકો છે જેને સતત ઉપયોગ માટે સંગ્રહની જરૂર પડે છે. હાલમાં, વિશ્વનો 96 ટકા ઊર્જા સંગ્રહ પમ્પ્ડ હાઈડ્રોમાંથી આવે છે, જે ડેમ ઉપર પાણી પમ્પ કરવા માટે વધારાની પેદા થતી વીજળીનો ઉપયોગ કરે છે અને પછી જ્યારે માંગ ઉત્પાદન કરતાં વધી જાય ત્યારે વીજળી ઉત્પન્ન કરતી ટર્બાઇનને પડવા અને ફેરવવા દે છે. પંમ્પ્ડ હાઈડ્રો સાથે સમસ્યા, જોકે, એ છે કે સુયોજન માટે ચોક્કસ ભૌગોલિક પ્રદેશોની જરૂર છે જે શોધવાનું મુશ્કેલ હોઈ શકે છે. સમાન ખ્યાલ કે જે પાણીને બદલે સિમેન્ટનો ઉપયોગ કરે છે તે સ્વિસ સ્ટાર્ટઅપ એનર્જી વૉલ્ટ દ્વારા સાકાર કરવામાં આવ્યો છે. તેઓએ એક સુયોજન બનાવ્યું જે 35 ટન કોંક્રિટ બ્લોકના ઢગલાઓથી ઘેરાયેલા ઇલેક્ટ્રિક ક્રેનનો ઉપયોગ કરે છે, જે કચરાના ઉત્પાદનોનો ઉપયોગ કરીને ઉત્પન્ન કરી શકાય છે, જે કોંક્રિટ બ્લોકને ઉપાડવા અને ગોઠવવા માટે ક્રેનને શક્તિ આપવા માટે વધારાની ઊર્જા ઉત્પાદનનો ઉપયોગ કરીને ઊર્જાનો સંગ્રહ કરે છે. જ્યારે ઊર્જાની જરૂર પડે છે, ત્યારે બ્લોક્સને પડવા દેવામાં આવે છે અને ફેરવાયેલી મોટર ગ્રીડમાં ઊર્જા પરત મોકલશે. આ સેટઅપમાં 25-80 MWh ની સંગ્રહ ક્ષમતા હશે. અન્ય સુધારાઓ કોંક્રિટમાં અન્ય ઘણા સુધારાઓ છે જે ઉત્સર્જન સાથે સીધો વ્યવહાર કરતા નથી. તાજેતરમાં, "સ્માર્ટ" કોંક્રિટમાં ઘણું સંશોધન થયું છેઃ કોંક્રિટ જે લોડિંગની સ્થિતિમાં ફેરફારોને પ્રતિસાદ આપવા માટે વિદ્યુત અને યાંત્રિક સંકેતોનો ઉપયોગ કરે છે. એક વિવિધતા કાર્બન ફાઇબર રિઇન્ફોર્સમેન્ટનો ઉપયોગ કરે છે જે વિદ્યુત પ્રતિસાદ પૂરો પાડે છે જેનો ઉપયોગ તાણને માપવા માટે થઈ શકે છે. આ સેન્સર સ્થાપિત કર્યા વિના કોંક્રિટની માળખાકીય અખંડિતતાનું નિરીક્ષણ કરવાની મંજૂરી આપે છે. માર્ગ નિર્માણ અને જાળવણી ઉદ્યોગ માર્ગ-બાજુ અને શહેરી માળખાને સુરક્ષિત કરવા માટે દરરોજ ટન કાર્બન-સઘન કોંક્રિટનો વપરાશ કરે છે. જેમ જેમ વસ્તી વધે છે તેમ તેમ આ માળખાગત સુવિધાઓ વાહનોની અસર માટે વધુને વધુ સંવેદનશીલ બની રહી છે, નુકસાન અને કચરાનું સતત વધતું ચક્ર અને સમારકામ માટે કોંક્રિટનો સતત વધતો વપરાશ (હવે આપણા શહેરોની આસપાસ લગભગ દૈનિક ધોરણે રોડવર્ક જોવા મળે છે). માળખાગત ઉદ્યોગમાં એક મુખ્ય વિકાસમાં કોંક્રિટને નુકસાનથી બચાવવા અને માળખાગત સુવિધાને ગતિશીલ બનાવવા માટે રિસાયકલ કરેલા પેટ્રોલિયમ કચરાનો ઉપયોગ સામેલ છે, જે હાલની પાયાને ખલેલ પહોંચાડ્યા વિના સરળતાથી જાળવી શકાય છે અને અપડેટ કરી શકાય છે. આ સરળ નવીનતા વિકાસના સમગ્ર જીવનકાળ માટેના પાયાને સાચવે છે. નક્કર સંશોધનના અન્ય ક્ષેત્રમાં બાહ્ય ગ્રહોની વસાહતીકરણમાં ઉપયોગ માટે ચોક્કસ "પાણી વિનાના" કોંક્રિટની રચનાનો સમાવેશ થાય છે. સૌથી સામાન્ય રીતે, આ કોંક્રિટ બિન-પ્રતિક્રિયાશીલ બંધનકર્તા તરીકે કામ કરવા માટે સલ્ફરનો ઉપયોગ કરે છે, જે પાણી વિના અથવા ખૂબ ઓછું પાણી ધરાવતા વાતાવરણમાં કોંક્રિટ માળખાના નિર્માણ માટે પરવાનગી આપે છે. આ કોંક્રિટ ઘણી રીતે સામાન્ય હાઇડ્રોલિક કોંક્રિટથી અલગ પાડી શકાય તેમ નથીઃ તેમની સમાન ઘનતા હોય છે, જેનો ઉપયોગ હાલમાં અસ્તિત્વમાં રહેલા ધાતુના મજબૂતીકરણ સાથે કરી શકાય છે, અને તેઓ ખરેખર સામાન્ય કોંક્રિટ કરતાં વધુ ઝડપથી તાકાત મેળવે છે આ એપ્લિકેશન પૃથ્વી પર હજી શોધવાની બાકી છે, પરંતુ કોંક્રિટ ઉત્પાદન કેટલાક વિકાસશીલ દેશોના કુલ ઉર્જા વપરાશના બે-તૃતીયાંશ જેટલું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે, કોઈપણ સુધારો ધ્યાનમાં લેવા યોગ્ય છે. ઉપયોગમાં ફેરફાર કોંક્રિટ એ વિશ્વની સૌથી જૂની માનવસર્જિત બાંધકામ સામગ્રી પૈકીની એક છે. વર્ષોથી, કોંક્રિટના કાર્બન ફૂટપ્રિન્ટને કારણે તેના નિર્માણ અને ઉપયોગ પર નોંધપાત્ર પર્યાવરણીય મર્યાદાઓ મૂકવામાં આવી છે. ઉત્પાદકોએ કોંક્રિટની ઉત્પાદન પ્રક્રિયાઓમાં ફેરફાર કરીને અને આ ઉત્સર્જનને ઘટાડવા માટે નવા કોંક્રિટ મિશ્રણમાં એકંદર તરીકે ઉપયોગ કરવા માટે જૂના કોંક્રિટના કાટમાળને રિસાયકલ કરીને આ મર્યાદાઓનો જવાબ આપ્યો. કોંક્રિટ કુદરતી સંસાધનોમાંથી માનવસર્જિત પ્રક્રિયાઓમાં ડૂબી ગયું છે; કોંક્રિટના ઉપયોગના પુરાવા 8,000 વર્ષ પહેલાના છે. આજે, ઘણી બાંધકામ કંપનીઓ અને કોંક્રિટ ઉત્પાદકોએ તેમના મિશ્રણમાં પોર્ટલેન્ડ સિમેન્ટનો ઉપયોગ કાપી નાખ્યો છે કારણ કે તેની ઉત્પાદન પ્રક્રિયા વાતાવરણમાં નોંધપાત્ર પ્રમાણમાં ગ્રીનહાઉસ વાયુઓનું ઉત્સર્જન કરે છે. કોંક્રિટના વિકલ્પો હકીકતમાં કોંક્રિટના ઘણા વિકલ્પો છે. એક ગ્રીન કોંક્રિટ છે જે વિવિધ ઉદ્યોગોમાંથી રિસાયકલ કરેલા કચરાના પદાર્થો દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે, બીજું એશક્રિટ છે, જે ચૂનો અને પાણીના મિશ્રણમાંથી બનેલી સામગ્રી છે જે સિમેન્ટ જેવું જ કામ કરે છે. બ્લેક ફર્નેસ સ્લેગ પણ એક મજબૂત વિકલ્પ છે જે પીગળેલા લોખંડના સ્લેગમાંથી પાણીમાં બનાવવામાં આવે છે, જેમાં માઇક્રો સિલિકા, પેપરક્રિટ, સંયુક્ત સિમેન્ટ અને પોસ્ટ-કન્ઝ્યુમર ગ્લાસનો સમાવેશ થાય છે. મકાન દીઠ માળખાકીય સ્થિરતા માટે જરૂરી અથવા એકંદરે ઉપયોગમાં લેવાતી રકમ અને અન્ય સામગ્રી સાથે સંયોજનમાં જરૂરી રકમના આધારે, અન્ય ઘણી સામગ્રીઓ પણ પર્યાવરણ પર નોંધપાત્ર નકારાત્મક અસર કરે છે. દાખલા તરીકે, જ્યારે આ ઉત્સર્જનને ઘટાડવા માટે સંશોધન અને વિકાસ ચાલી રહ્યો છે, ત્યારે 2021 સુધીમાં વિશ્વના કુલ ગ્રીનહાઉસ વાયુ ઉત્સર્જનમાં સ્ટીલનો હિસ્સો ~ 8 ટકા છે. માટીનું માટીનું મિશ્રણ કોંક્રિટની વૈકલ્પિક બાંધકામ સામગ્રી છે જે ઓછી પર્યાવરણીય પદચિહ્ન ધરાવે છે. 2021 માં, પ્રથમ પ્રોટોટાઇપ 3D પ્રિન્ટેડ હાઉસ, ટેકલા, સ્થાનિક રીતે સ્ત્રોત માટી અને પાણી તેમજ ચોખાના કુશ્કી અને બાઈન્ડરમાંથી છાપવામાં આવ્યું હતું. આવી ઇમારતો ખૂબ જ સસ્તી, સારી રીતે અવાહક, સ્થિર અને હવામાન પ્રતિરોધક, આબોહવા-અનુકૂળ, કસ્ટમાઇઝ કરી શકાય તેવી હોઈ શકે છે, ઝડપથી ઉત્પાદન કરી શકાય છે, માત્ર ખૂબ જ ઓછા સરળતાથી શીખી શકાય તેવા હાથથી શ્રમની જરૂર પડે છે, ઓછી ઊર્જાની જરૂર પડે છે, ખૂબ જ ઓછો કચરો ઉત્પન્ન કરે છે અને કોંક્રિટમાંથી કાર્બન ઉત્સર્જન ઘટાડે છે. સપાટીનો પ્રવાહ સપાટીનો પ્રવાહ, જ્યારે પાણી બિન-છિદ્રાળુ કોંક્રિટ જેવી અભેદ્ય સપાટીઓમાંથી વહે છે, ત્યારે તે જમીનનું ગંભીર ધોવાણ અને પૂરનું કારણ બની શકે છે. શહેરી પ્રવાહ ફૂટપાથ, રોડવેઝ અને પાર્કિંગની જગ્યાઓમાંથી પેટ્રોલ, મોટર તેલ, ભારે ધાતુઓ, કચરો અને અન્ય પ્રદૂષકોને ઉપાડે છે. હળવાશ વગર, લાક્ષણિક શહેરી વિસ્તારમાં અભેદ્ય આવરણ ભૂગર્ભ જળના પ્રવાહને મર્યાદિત કરે છે અને સમાન કદના લાક્ષણિક જંગલ દ્વારા પેદા થતા પ્રવાહની માત્રાને પાંચ ગણી કરે છે. યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ નેશનલ રિસર્ચ કાઉન્સિલના 2008ના અહેવાલમાં શહેરી પ્રવાહને પાણીની ગુણવત્તાની સમસ્યાઓના અગ્રણી સ્ત્રોત તરીકે ઓળખવામાં આવ્યો છે. અભેદ્ય કોંક્રિટની નકારાત્મક અસરોનો સામનો કરવાના પ્રયાસરૂપે, ઘણા નવા પેવિંગ પ્રોજેક્ટ્સે પૂર્વવર્તી કોંક્રિટનો ઉપયોગ કરવાનું શરૂ કર્યું છે, જે સ્વયંચાલિત સ્ટોર્મવોટર મેનેજમેન્ટનું સ્તર પ્રદાન કરે છે. ખાસ ડિઝાઇન કરેલ એકંદર પ્રમાણ સાથે કોંક્રિટને કાળજીપૂર્વક બિછાવીને ગંભીર કોંક્રિટ બનાવવામાં આવે છે, જે સપાટીના વહેણને ભૂગર્ભજળમાં પાછું ફરવા દે છે. આ બંને પૂરને અટકાવે છે અને ભૂગર્ભજળ પુનઃપ્રાપ્તિમાં ફાળો આપે છે. જો યોગ્ય રીતે ડિઝાઇન કરવામાં આવે અને સ્તરબદ્ધ કરવામાં આવે, તો પૂર્વવર્તી કોંક્રિટ અને અન્ય સમજદારીપૂર્વક પાકા વિસ્તારો પણ તેલ અને અન્ય રસાયણો જેવા ચોક્કસ હાનિકારક પદાર્થોને પસાર થતા અટકાવીને સ્વચાલિત પાણી ફિલ્ટર તરીકે કામ કરી શકે છે. કમનસીબે પૂર્વવર્તી કોંક્રિટના મોટા પાયે ઉપયોગોમાં હજુ પણ ખામીઓ છેઃ પરંપરાગત કોંક્રિટની મર્યાદાની તુલનામાં તેની ઓછી તાકાત ઓછા ભારવાળા વિસ્તારોમાં વપરાય છે, અને તેને સ્થિર-ઓગળેલા નુકસાન અને કાંપના નિર્માણની સંભાવના ઘટાડવા માટે યોગ્ય રીતે નાખવી આવશ્યક છે. શહેરી ગરમી કોંક્રિટ અને ડામર બંને શહેરી ગરમી ટાપુ અસર તરીકે ઓળખાય છે તેમાં પ્રાથમિક ફાળો આપે છે. સંયુક્ત રાષ્ટ્રના આર્થિક અને સામાજિક બાબતોના વિભાગના જણાવ્યા અનુસાર વિશ્વની 55 ટકા વસ્તી શહેરી વિસ્તારોમાં રહે છે અને 2050 સુધીમાં વિશ્વની 68 ટકા વસ્તી શહેરી હોવાની ધારણા છે; ઉપરાંત, "વિશ્વ 2060 સુધીમાં 230 અબજ ચોરસ મીટર (2.5 ટ્રિલિયન ફૂટ) ઇમારતો ઉમેરશે, અથવા સમગ્ર વર્તમાન વૈશ્વિક બિલ્ડિંગ સ્ટોક જેટલો વિસ્તાર ઉમેરશે. આ આગામી 40 વર્ષ માટે દર 34 દિવસે આખા ન્યૂયોર્ક શહેરને ગ્રહ પર ઉમેરવાની સમકક્ષ છે. પરિણામે, વધારાની ઊર્જાનો વપરાશ અને વાયુ પ્રદૂષણને કારણે મોકલાયેલી સપાટીઓ એક મોટી ચિંતાનો વિષય છે. વિસ્તારમાં ઊર્જા બચતની સંભાવના પણ વધારે છે. નીચા તાપમાન સાથે, એર કન્ડીશનીંગની માંગ સૈદ્ધાંતિક રીતે ઘટે છે, જેનાથી ઊર્જાની બચત થાય છે. જો કે, પ્રતિબિંબીત ફૂટપાથ અને ઇમારતો વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના સંશોધનમાં જાણવા મળ્યું છે કે, જ્યાં સુધી નજીકની ઇમારતો પ્રતિબિંબીત કાચથી સજ્જ ન હોય ત્યાં સુધી, ફૂટપાથ પરથી પ્રતિબિંબિત સૌર કિરણોત્સર્ગ મકાનના તાપમાનમાં વધારો કરી શકે છે, એર કન્ડીશનીંગની માંગમાં વધારો કરી શકે છે. વધુમાં, સામાન્ય યુ. એસ. શહેરના લગભગ એક તૃતીયાંશ ભાગને આવરી લેતા ફૂટપાથમાંથી ગરમીનું પરિવહન પણ સ્થાનિક તાપમાન અને હવાની ગુણવત્તાને પ્રભાવિત કરી શકે છે. ગરમ સપાટીઓ સંવહન દ્વારા શહેરની હવાને ગરમ કરે છે, તેથી ઓછી સૌર ઊર્જાને શોષી લે તેવી સામગ્રીનો ઉપયોગ કરીને, જેમ કે ઉચ્ચ-આલ્બેડો ફૂટપાથ, શહેરી વાતાવરણમાં ગરમીના પ્રવાહને ઘટાડી શકે છે અને યુએચઆઈઇને મધ્યમ કરી શકે છે. હાલમાં ઉપયોગમાં લેવાતી પેવમેન્ટ સામગ્રીની સપાટીઓ માટે એલ્બેડોસ લગભગ 0.05 થી 0.35 સુધીની શ્રેણી ધરાવે છે. લાક્ષણિક જીવન સેવામાં, ઉચ્ચ આલ્બેડોથી શરૂ થતી પેવમેન્ટ સામગ્રી પ્રતિબિંબ ગુમાવવાનું વલણ ધરાવે છે, જ્યારે ઓછી પ્રારંભિક આલ્બેડો ધરાવતી સામગ્રી પ્રતિબિંબ મેળવી શકે છે. ધ ડિઝાઇન ટ્રસ્ટ ફોર પબ્લિક સ્પેસમાં જાણવા મળ્યું છે કે ન્યુ યોર્ક સિટીમાં આલ્બેડો મૂલ્યમાં થોડો વધારો કરીને, ઊર્જા બચત જેવી ફાયદાકારક અસરો પ્રાપ્ત કરી શકાય છે., હળવા રંગના કોંક્રિટ સાથે કાળા ડામરને બદલીને. જો કે, શિયાળામાં આ એક ગેરલાભ હોઈ શકે છે કારણ કે બરફ વધુ સરળતાથી રચાય છે અને હળવા રંગની સપાટીઓ પર લાંબા સમય સુધી રહે છે કારણ કે શિયાળામાં સૂર્યપ્રકાશની ઓછી માત્રામાંથી શોષાયેલી ઓછી ઊર્જાને કારણે તે ઠંડા રહેશે. ધ્યાનમાં લેવાનું બીજું પાસું થર્મલ કમ્ફર્ટ ઇફેક્ટ છે, તેમજ વધુ શમન વ્યૂહરચનાઓની જરૂરિયાત છે, જે ખાસ કરીને ગરમીના મોજા દરમિયાન પદયાત્રીઓના સ્વાસ્થ્ય અને સુખાકારીને જોખમમાં મૂકતી નથી. 2019 માં બિલ્ડિંગ એન્ડ એન્વાયર્નમેન્ટમાં પ્રકાશિત થયેલા એક અભ્યાસમાં ઉત્તરીય ઇટાલિયન શહેર મિલાનમાં ગરમીના મોજાઓ અને ઉચ્ચ આલ્બેડો સામગ્રીની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓની અસરને રજૂ કરવા માટે પ્રયોગો કરવામાં આવ્યા હતા. હીટ વેવની હાજરીમાં "ભૂમધ્ય આઉટડોર કમ્ફર્ટ ઇન્ડેક્સ" (MOCI) ની ગણતરી કરીને, જ્યાં તમામ સપાટીઓમાં ઉચ્ચ આલ્બેડો સામગ્રીનો ઉપયોગ કરવામાં આવતો હતો. અભ્યાસમાં સૂક્ષ્મ આબોહવાના બગાડને ઓળખવામાં આવ્યું હતું જ્યાં ઉચ્ચ માત્રામાં ઉચ્ચ આલ્બેડો સામગ્રી સ્થિત હતી. ઉચ્ચ આલ્બેડો સામગ્રીનો ઉપયોગ "બહુવિધ આંતર-પ્રતિબિંબની સ્થાપના તરફ દોરી જાય છે અને પરિણામે સરેરાશ તેજસ્વી તાપમાન અને હવાના તાપમાન જેવા સૂક્ષ્મ હવામાનશાસ્ત્રના ચલમાં વધારો થાય છે. વધુ વિગતવાર કહીએ તો, આ ફેરફારો એમઓસીઆઈમાં વધારો તરફ દોરી જાય છે જે બપોરના કલાકોમાં 0.45 એકમો સુધી પણ પહોંચી શકે છે. નિર્ણયો લેતી વખતે એકંદરે શહેરી ગોઠવણી ચિંતાનો વિષય હોવી જોઈએ કારણ કે લોકો હવામાન અને ગરમીની આરામદાયક પરિસ્થિતિઓના સંપર્કમાં આવે છે. શહેરી વાતાવરણમાં ઉચ્ચ આલ્બેડો સામગ્રીનો ઉપયોગ અન્ય તકનીકો અને વ્યૂહરચનાઓના યોગ્ય સંયોજન સાથે હકારાત્મક અસર કરી શકે છે જેમ કેઃ વનસ્પતિ, પ્રતિબિંબીત સામગ્રી વગેરે. શહેરી ગરમી ઘટાડવાના પગલાં સૂક્ષ્મ આબોહવા તેમજ માનવ અને વન્યજીવનના વસવાટો પરની અસરોને ઘટાડી શકે છે. કોંક્રિટ ધૂળની ઇમારતો તોડી પાડવી અને ભૂકંપ જેવી કુદરતી આફતો ઘણીવાર સ્થાનિક વાતાવરણમાં મોટી માત્રામાં કોંક્રિટની ધૂળ છોડે છે. ગ્રેટ હાનશિન ભૂકંપ પછી કોંક્રિટની ધૂળને ખતરનાક વાયુ પ્રદૂષણનો મુખ્ય સ્રોત હોવાનું તારણ કાઢવામાં આવ્યું હતું. ઝેરી અને કિરણોત્સર્ગી દૂષણ કોંક્રિટમાં ઉપયોગી અને અનિચ્છનીય ઉમેરણો સહિત કેટલાક પદાર્થોની હાજરી આરોગ્યની ચિંતાઓનું કારણ બની શકે છે. કુદરતી કિરણોત્સર્ગી તત્વો (K, U, Th અને Rn) કોંક્રિટના ઘરોમાં વિવિધ સાંદ્રતામાં હાજર હોઈ શકે છે, જે ઉપયોગમાં લેવાતા કાચા માલના સ્ત્રોત પર આધાર રાખે છે. ઉદાહરણ તરીકે, કેટલાક પથ્થરો કુદરતી રીતે રેડોનનું ઉત્સર્જન કરે છે, અને યુરેનિયમ એક સમયે ખાણના કચરામાં સામાન્ય હતું. પરમાણુ અકસ્માતથી દૂષિત થવાના પરિણામે ઝેરી પદાર્થોનો ઉપયોગ અજાણતાં પણ થઈ શકે છે. કાટમાળ અથવા તૂટેલા કોંક્રિટની ધૂળ જ્યારે તોડી પાડવામાં આવે અથવા તૂટી પડે ત્યારે તે કોંક્રિટમાં શું સામેલ કરવામાં આવ્યું હતું તેના આધારે ગંભીર આરોગ્યની ચિંતાઓનું કારણ બની શકે છે. જો કે, કોંક્રિટમાં હાનિકારક સામગ્રીને એમ્બેડ કરવી હંમેશા જોખમી હોતી નથી અને હકીકતમાં તે ફાયદાકારક હોઈ શકે છે. કેટલાક કિસ્સાઓમાં, સિમેન્ટની હાઇડ્રેશન પ્રક્રિયામાં ધાતુઓ જેવા ચોક્કસ સંયોજનોનો સમાવેશ તેમને હાનિકારક સ્થિતિમાં સ્થિર કરે છે અને તેમને અન્યત્ર મુક્ત થવાથી અટકાવે છે. સાવચેતીઓનું સંચાલન ભીના કોંક્રિટનું સંચાલન હંમેશા યોગ્ય રક્ષણાત્મક ઉપકરણો સાથે કરવું આવશ્યક છે. ભીના કોંક્રિટના સંપર્કમાં આવવાથી સિમેન્ટ અને પાણી (વરસાદી પાણી સહિત) ના મિશ્રણની કોસ્ટિક પ્રકૃતિને કારણે ત્વચામાં રાસાયણિક બળતરા થઈ શકે છે. ખરેખર, દ્રાવણમાં મુક્ત પોટેશિયમ અને સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડની હાજરીને કારણે તાજા સિમેન્ટના પાણીનું પી. એચ. અત્યંત આલ્કલાઇન હોય છે (પી. એચ. ~ 13.5). ભીના કોંક્રિટ સાથે કોઈ સીધો સંપર્ક ટાળવા માટે આંખો, હાથ અને પગ યોગ્ય રીતે સુરક્ષિત હોવા જોઈએ અને જો જરૂરી હોય તો વિલંબ કર્યા વિના ધોવા જોઈએ. કોંક્રિટ રિસાયક્લિંગ કોંક્રિટ માળખાઓનો નિકાલ કરવાની વધુને વધુ સામાન્ય પદ્ધતિ છે. કોંક્રિટનો કચરો એક સમયે નિયમિત રીતે નિકાલ માટે લેન્ડફિલમાં મોકલવામાં આવતો હતો, પરંતુ સુધારેલી પર્યાવરણીય જાગૃતિ, સરકારી કાયદાઓ અને આર્થિક લાભોને કારણે રિસાયક્લિંગ વધી રહ્યું છે. કોંક્રિટ, જે કચરો, લાકડું, કાગળ અને આવી અન્ય સામગ્રીથી મુક્ત હોવું જોઈએ, તેને તોડી પાડવાની જગ્યાઓમાંથી એકત્રિત કરવામાં આવે છે અને ઘણીવાર ડામર, ઇંટો અને ખડકો સાથે ક્રશિંગ મશીન દ્વારા મૂકવામાં આવે છે. રિઇન્ફોર્સ્ડ કોંક્રિટમાં રીબાર અને અન્ય ધાતુના રિઇન્ફોર્સમેન્ટ્સ હોય છે, જેને ચુંબકથી દૂર કરવામાં આવે છે અને અન્યત્ર રિસાયકલ કરવામાં આવે છે. બાકીના એકંદર હિસ્સાને કદ અનુસાર વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે. મોટા ટુકડાઓ ફરીથી કોલસામાંથી પસાર થઈ શકે છે. કોંક્રિટના નાના ટુકડાઓનો ઉપયોગ નવા બાંધકામ પ્રોજેક્ટ્સ માટે કાંકરી તરીકે થાય છે. એકંદર આધાર કાંકરી રસ્તામાં સૌથી નીચલા સ્તર તરીકે નાખવામાં આવે છે, જેની ઉપર તાજી કોંક્રિટ અથવા ડામર મૂકવામાં આવે છે. કચડી રીસાયકલ કરેલી કોંક્રિટનો ઉપયોગ કેટલીકવાર નવા કોંક્રિટ માટે શુષ્ક એકંદર તરીકે થઈ શકે છે જો તે અશુદ્ધિઓથી મુક્ત હોય, જો કે રીસાયકલ કરેલી કોંક્રિટનો ઉપયોગ તાકાતને મર્યાદિત કરે છે અને ઘણા અધિકારક્ષેત્રોમાં તેને મંજૂરી નથી. 3 માર્ચ 1983ના રોજ, સરકારી ભંડોળથી ચાલતી સંશોધન ટીમ (વી. આઈ. આર. એલ. <આઇ. ડી. 1>) એ અંદાજ મૂક્યો હતો કે વિશ્વભરમાં લેન્ડફિલનો લગભગ 17 ટકા હિસ્સો કોંક્રિટ આધારિત કચરાના ઉપ-ઉત્પાદનો છે. આ પણ જુઓ લોંગશિપ, સિમેન્ટ ફેક્ટરીમાંથી CO2 ઉત્સર્જનનો સંગ્રહ કરતો CCS પ્રોજેક્ટ સંદર્ભો કોંક્રિટ કોંક્રિટ બાંધકામ