Geopolymer cement
जियोपॉलिमर सीमेंट एक बंधन प्रणाली है जो कमरे के तापमान पर कठोर हो जाती है। यह पारंपरिक पोर्टलैंड सीमेंट का एक अधिक पर्यावरण के अनुकूल विकल्प है। यह सीमेंट उत्पादन के कार्बन पदचिह्न को काफी कम करने के लिए न्यूनतम संसाधित प्राकृतिक सामग्री या औद्योगिक उप-उत्पादों पर निर्भर करता है, जबकि कई सामान्य कंक्रीट स्थायित्व मुद्दों के लिए अत्यधिक प्रतिरोधी भी है। जियोपॉलिमर सीमेंट मौजूद हैं जो पोर्टलैंड स्थित सीमेंट की तुलना में अधिक तेजी से ठीक हो सकते हैं। जियोपॉलिमर सीमेंट के उत्पादन के लिए एक एल्युमिनोसिलिकेट अग्रदूत सामग्री की आवश्यकता होती है जैसे कि मेटाकोलिन या फ्लाई ऐश, एक उपयोगकर्ता के अनुकूल क्षारीय अभिकर्मक (उदाहरण के लिए, मोलर अनुपात के साथ सोडियम या पोटेशियम घुलनशील सिलिकेट्स SiO2: M2O ≤ 1.65, M Na या K है) और पानी (नीचे "उपयोगकर्ता के अनुकूल" अभिकर्मक की परिभाषा देखें)। कैल्सियम कैटायन, अक्सर ब्लास्ट फर्नेस स्लैग के स्रोत को जोड़ने से कमरे के तापमान में कठोरता अधिक आसानी से प्राप्त की जाती है। पोर्टलैंड स्थित सीमेंट की तुलना में अधिक तेजी से ठीक करने के लिए जियोपॉलिमर सीमेंट तैयार किए जा सकते हैं; कुछ मिश्रण 24 घंटों के भीतर अपनी अंतिम ताकत का अधिकांश लाभ उठाते हैं। हालांकि, उन्हें धीरे-धीरे भी सेट करना चाहिए ताकि उन्हें एक बैच प्लांट में मिलाया जा सके, या तो प्रीकास्टिंग के लिए या कंक्रीट मिश्रण यंत्र में वितरण के लिए। जियोपॉलिमर सीमेंट में सिलिकेट रॉक-आधारित समुच्चयों के साथ एक मजबूत रासायनिक बंधन बनाने की क्षमता भी होती है। मार्च 2010 में, संयुक्त राज्य परिवहन विभाग के एक प्रभाग, संघीय राजमार्ग प्रशासन (एफ. एच. डब्ल्यू. ए.) ने जियोपॉलिमर कंक्रीट नामक एक टेकब्रीफ जारी किया जिसमें कहा गया हैः बहुमुखी, लागत प्रभावी जियोपॉलिमर सीमेंट का उत्पादन जिसे अनिवार्य रूप से पोर्टलैंड सीमेंट की तरह मिश्रित और कठोर किया जा सकता है, एक खेल परिवर्तनकारी प्रगति का प्रतिनिधित्व करेगा, जिससे परिवहन बुनियादी ढांचे और भवन उद्योग के निर्माण में क्रांति आएगी। जियोपॉलिमर कंक्रीट 'जियोपॉलिमर सीमेंट' और 'जियोपॉलिमर कंक्रीट' शब्दों के अर्थों के बीच अक्सर भ्रम होता है। सीमेंट एक बाइंडर है, जबकि कंक्रीट वह समग्र सामग्री है जो सीमेंट को पानी (या जियोपॉलिमर सीमेंट के मामले में एक क्षारीय घोल) और पत्थर के समुच्चय के साथ मिलाने और सख्त करने के परिणामस्वरूप बनती है। दोनों प्रकार की सामग्री (जियोपॉलिमर सीमेंट और जियोपॉलिमर कंक्रीट) अंतरराष्ट्रीय स्तर पर विभिन्न बाजारों में व्यावसायिक रूप से उपलब्ध हैं रसायन विज्ञानः पोर्टलैंड सीमेंट बनाम जियोपॉलिमर सीमेंट लेफ्टः कैल्शियम सिलिकेट हाइड्रेट्स (सी-एस-एच) और पोर्टलैंडाइट, सीए (ओएच) 2 में कैल्शियम सिलिकेट के जलयोजन के माध्यम से पोर्टलैंड सीमेंट की स्थापना और कठोरता। दाएँः पोटेशियम पॉली (सियालेट-सिलोक्सो) क्रॉस लिंक्ड नेटवर्क में पोटेशियम ओलिगो-(सियालेट-सिलोक्सो) के पॉली-कंडेनसेशन के माध्यम से जियोपॉलिमर सीमेंट की स्थापना। यदि एक जियोपॉलिमर यौगिक को ऊष्मा सेटिंग की आवश्यकता होती है तो इसे जियोपॉलिमर सीमेंट नहीं बल्कि जियोपॉलिमर बाइंडर कहा जाता है। क्षार-सक्रिय सामग्री बनाम जियोपॉलिमर सीमेंट जियोपॉलिमराइजेशन रसायन विज्ञान के लिए उपयुक्त शब्दावली और धारणाओं की आवश्यकता होती है जो स्पष्ट रूप से पोर्टलैंड सीमेंट विशेषज्ञों द्वारा उपयोग की जाने वाली शब्दावली से अलग हैं। मुख्य लेख जियोपॉलिमर संक्षेप में बताता है कि कैसे जियोपॉलिमर सीमेंट अकार्बनिक बहुलक की श्रेणी से संबंधित हैं। इस मामले पर, ऑस्ट्रेलियाई जियोपॉलिमर एलायंस ने अपनी वेब साइट पर निम्नलिखित कथन को रेखांकित कियाः "जोसेफ डेविडोविट्स ने इन रासायनिक प्रक्रियाओं और परिणामी भौतिक गुणों को बेहतर ढंग से समझाने के लिए एक जियोपॉलिमर (एक सी/अल अकार्बनिक बहुलक) की धारणा विकसित की। ऐसा करने के लिए पारंपरिक सीमेंट रसायन विज्ञान के शास्त्रीय क्रिस्टलीय जलयोजन रसायन विज्ञान से दूर दृष्टिकोण में एक बड़े बदलाव की आवश्यकता थी। आज तक इस बदलाव को क्षार सक्रिय सीमेंट के क्षेत्र में चिकित्सकों द्वारा अच्छी तरह से स्वीकार नहीं किया गया है जो अभी भी पोर्टलैंड सीमेंट शब्दावली में इस तरह के प्रतिक्रिया रसायन विज्ञान की व्याख्या करते हैं। वास्तव में, जियोपॉलिमर सीमेंट को कभी-कभी क्षार-सक्रिय सीमेंट और कंक्रीट के लिए गलत माना जाता है, जिसे 50 साल से अधिक समय पहले वी. डी. यूक्रेन में ग्लुखोव्स्की, पूर्व सोवियत संघ। इन्हें मूल रूप से "मिट्टी सिलिकेट कंक्रीट" और "मिट्टी सीमेंट" के नाम से जाना जाता था। क्योंकि पोर्टलैंड सीमेंट कंक्रीट हानिकारक क्षार-समग्र प्रतिक्रिया से प्रभावित हो सकते हैं, ए. ए. आर. या क्षार-सिलिका प्रतिक्रिया ए. एस. आर. (उदाहरण के लिए आर. आई. एल. ई. एम. समिति 219-ए. सी. एस. ठोस संरचनाओं में समग्र प्रतिक्रिया देखें), शब्द क्षार-सक्रियण का सिविल इंजीनियरों पर नकारात्मक प्रभाव पड़ता है। हालांकि, जियोपॉलिमर सीमेंट सामान्य रूप से इन हानिकारक प्रतिक्रियाओं को नहीं दिखाते हैं (गुणों में नीचे देखें), जब एक उपयुक्त समुच्चय का चयन किया जाता है-जियोपॉलिमर अम्लीय माध्यमों में भी काम कर सकते हैं, जिससे वे एएएम से अलग हो जाते हैं। इसके अलावा, क्षार-सक्रिय सामग्री पॉलिमर नहीं हैं, इसलिए उन्हें भू-पॉलिमर के लिए गलत नहीं कहा जा सकता है। वास्तव में, बहुलक रसायन विज्ञान कैल्शियम हाइड्रेट या अवक्षेप रसायन विज्ञान की तुलना में मौलिक रूप से अलग है। फिर भी, कई सीमेंट वैज्ञानिक क्षार-सक्रिय सामग्री या क्षार-सक्रिय भू-पॉलिमर से संबंधित शब्दावली को बढ़ावा देना जारी रखते हैं। ये सीमेंट, संक्षेप में एएएम, क्षार-सक्रिय स्लैग, क्षार-सक्रिय कोयला फ्लाई ऐश और विभिन्न मिश्रित सीमेंटिंग प्रणालियों के विशिष्ट क्षेत्रों को शामिल करते हैं (आरआईएलईएम तकनीकी समिति 247-डीटीए देखें)। उपयोगकर्ता के अनुकूल क्षारीय-अभिकर्मक हालांकि भू-बहुगुणन विषाक्त कार्बनिक सॉल्वैंट्स पर नहीं बल्कि केवल पानी पर निर्भर करता है, इसके लिए रासायनिक अवयवों की आवश्यकता होती है जो खतरनाक हो सकते हैं और इसलिए कुछ सुरक्षा प्रक्रियाओं की आवश्यकता होती है। सामग्री सुरक्षा नियम क्षारीय उत्पादों को दो श्रेणियों में वर्गीकृत करते हैंः संक्षारक उत्पाद (जिनका नाम यहां दिया गया हैः शत्रुतापूर्ण) और उत्तेजक उत्पाद (जिनका नाम यहां दिया गया हैः अनुकूल)। दोनों वर्गों को उनके संबंधित लोगो के माध्यम से पहचाना जा सकता है। तालिका में कुछ क्षारीय रसायनों और उनके संबंधित सुरक्षा लेबल को सूचीबद्ध किया गया है। क्षयकारी उत्पादों को दस्ताने, चश्मे और मास्क से संभाला जाना चाहिए। वे उपयोगकर्ता-शत्रुतापूर्ण हैं और उचित सुरक्षा प्रक्रियाओं के बिना बड़े पैमाने पर अनुप्रयोगों में लागू नहीं किए जा सकते हैं। दूसरी श्रेणी में पोर्टलैंड सीमेंट या हाइड्रेटेड चूने, विशिष्ट सामूहिक उत्पाद पाए जाते हैं। इस वर्ग से संबंधित जियोपॉलिमेरिक क्षारीय अभिकर्मकों को उपयोगकर्ता के अनुकूल भी कहा जा सकता है, हालांकि क्षारीय घटक की चिड़चिड़ी प्रकृति और पाउडर के संभावित इनहेलेशन जोखिम के लिए अभी भी उपयुक्त व्यक्तिगत सुरक्षा उपकरणों के चयन और उपयोग की आवश्यकता होती है, जैसा कि किसी भी स्थिति में जहां रसायनों या पाउडर को संभाला जाता है। तथाकथित क्षार-सक्रिय-खंडों या क्षार-सक्रिय भू-पॉलिमरों (बाद वाले को कुछ लोगों द्वारा गलत शब्दावली माना जाता है) के विकास के साथ-साथ साहित्य और इंटरनेट पर पाए जाने वाले कई व्यंजन, विशेष रूप से फ्लाई ऐश पर आधारित, मोलर अनुपात SiO2: M2O के साथ क्षार सिलिकेट्स का उपयोग करते हैंः 1.20 से नीचे, या शुद्ध NaOH (8M या 12M) पर आधारित प्रणालियाँ। ये स्थितियाँ सामान्य श्रम बल के लिए उपयोगकर्ता के अनुकूल नहीं हैं, और यदि क्षेत्र में नियोजित हैं तो व्यक्तिगत सुरक्षा उपकरणों पर सावधानीपूर्वक विचार करने की आवश्यकता है। वास्तव में, कानून, विनियम और राज्य के निर्देश श्रमिकों की सुरक्षा के लिए अधिक स्वास्थ्य सुरक्षा और सुरक्षा प्रोटोकॉल को लागू करने पर जोर देते हैं। इसके विपरीत, क्षेत्र में नियोजित जियोपॉलिमर सीमेंट व्यंजनों में आम तौर पर क्षारीय घुलनशील सिलिकेट्स शामिल होते हैं जिनका शुरुआती मोलर अनुपात 1.45 से 1.95 तक होता है, विशेष रूप से 1.6 से 1.85 तक, अर्थात। उपयोगकर्ता के अनुकूल परिस्थितियाँ। ऐसा हो सकता है कि अनुसंधान के लिए, कुछ प्रयोगशाला व्यंजनों में 1.20 से 1.45 की सीमा में मोलर अनुपात हो। जियोपॉलिमर सीमेंट श्रेणियों में शामिल हैंः स्लैग-आधारित जियोपॉलिमर सीमेंट। रॉक-आधारित जियोपॉलिमर सीमेंट। फ्लाई ऐश-आधारित जियोपॉलिमर सीमेंट प्रकार 1: क्षार-सक्रिय फ्लाई ऐश जियोपॉलिमर। प्रकार 2: स्लैग/फ्लाई ऐश-आधारित जियोपॉलिमर सीमेंट। फेरो-सियालेट-आधारित जियोपॉलिमर सीमेंट। स्लैग-आधारित जियोपॉलिमर सीमेंट घटकः मेटाकोलिन (एमके-750) + ब्लास्ट फर्नेस स्लैग + क्षार सिलिकेट (उपयोगकर्ता के अनुकूल)। जियोपॉलिमेरिक मेकअपः सीः अल = 2 वास्तव में सी का ठोस घोलः अल = 1, सीए-पॉली (डी-सियालेट) (एनॉर्थाइट प्रकार) + सीः अल = 3, के-पॉली (सियालेट-डिसिलोक्सो) (ऑर्थोक्लेज़ प्रकार) और सी-एस-एच सीए-सिलिकेट हाइड्रेट। 1980 के दशक में विकसित पहला जियोपॉलिमर सीमेंट प्रकार (के, ना, सीए)-पॉली (सियालेट) (या स्लैग-आधारित जियोपॉलिमर सीमेंट) का था और जोसेफ डेविडोविट्स और जे. एल. द्वारा किए गए शोध विकास का परिणाम था। लोन स्टार इंडस्ट्रीज, यू. एस. ए. में सॉयर ने पिरामिड सीमेंट का आविष्कार किया। अमेरिकी पेटेंट आवेदन 1984 में दायर किया गया था और पेटेंट यू. एस. 4,509,985 को 9 अप्रैल, 1985 को 'प्रारंभिक उच्च-शक्ति खनिज बहुलक' शीर्षक के साथ प्रदान किया गया था। रॉक-आधारित जियोपॉलिमर सीमेंट चुनिंदा ज्वालामुखीय टफ के साथ एमके-750 की एक निश्चित मात्रा के प्रतिस्थापन से साधारण स्लैग-आधारित जियोपॉलिमर सीमेंट की तुलना में बेहतर गुणों और कम उत्सर्जन के साथ जियोपॉलिमर सीमेंट प्राप्त होता है। निर्माण घटकः मेटाकोलिन एम. के.-750, ब्लास्ट फर्नेस स्लैग, ज्वालामुखीय टफ (कैल्साइन या कैल्साइन नहीं), माइन टेलिंग और क्षार सिलिकेट (उपयोगकर्ता के अनुकूल)। जियोपॉलिमेरिक मेकअपः सीः अल = 3, वास्तव में सी का ठोस घोलः अल = 1 सीए-पॉली (डी-सियालेट) (एनॉर्थाइट प्रकार) + सीः अल = 3-5 (ना, के)-पॉली (साइलेट-मल्टीसिलोक्सो) और सी-एस-एच सीए-सिलिकेट हाइड्रेट। फ्लाई ऐश-आधारित जियोपॉलिमर सीमेंट बाद में, 1997 में, एक ओर स्लैग-आधारित जियोपॉलिमेरिक सीमेंट पर किए गए कार्यों पर और दूसरी ओर फ्लाई ऐश से जिओलाइट के संश्लेषण पर, सिल्वरस्ट्रिम एट अल। और वैन जारस्वेल्ड और वैन डेवेंटर ने जियोपॉलिमेरिक फ्लाई ऐश-आधारित सीमेंट विकसित किए। सिल्वरस्ट्रिम एट अल। यू. एस. पेटेंट 5,601,643 का शीर्षक था 'फ्लाई ऐश सीमेंट सामग्री और उत्पाद बनाने की विधि'। वर्तमान में, सिलिसियस (ईएन 197) या क्लास एफ (एएसटीएम सी618) फ्लाई ऐश पर आधारित दो प्रकार हैंः टाइप 1: क्षार-सक्रिय फ्लाई ऐश जियोपॉलिमर (उपयोगकर्ता-शत्रुतापूर्ण): कई मामलों में 60-80 डिग्री सेल्सियस पर गर्मी उपचार की आवश्यकता होती है; सीमेंट के रूप में अलग से निर्मित नहीं, बल्कि सीधे फ्लाई-ऐश आधारित कंक्रीट के रूप में उत्पादित किया जाता है। NaOH (उपयोगकर्ता-शत्रुतापूर्ण) + फ्लाई ऐशः आंशिक रूप से प्रतिक्रिया करने वाले फ्लाई ऐश कण एक एलुमिनो-सिलिकेट जेल में Si: Al = 1 से 2, जिओलाइटिक प्रकार (चाबाज़ाइट-Na और सोडालाइट) संरचनाओं के साथ एम्बेडेड होते हैं। प्रकार 2: स्लैग/फ्लाई ऐश-आधारित जियोपॉलिमर सीमेंट (उपयोगकर्ता के अनुकूल): कमरे का तापमान सीमेंट सख्त होना। उपयोगकर्ता के अनुकूल सिलिकेट घोल + ब्लास्ट फर्नेस स्लैग + फ्लाई ऐशः फ्लाई ऐश के कण एक जियोपॉलिमेरिक मैट्रिक्स में Si: Al = 2, (Ca, K)-पॉली (सियालेट-सिलोक्सो) के साथ एम्बेडेड होते हैं। फेरो-सियालेट-आधारित भू-पॉलिमर सीमेंट के गुण चट्टान-आधारित भू-पॉलिमर सीमेंट के समान हैं, लेकिन इसमें उच्च लौह ऑक्साइड सामग्री वाले भूवैज्ञानिक तत्व शामिल हैं। भूरूपी बनावट पॉली (फेरो-सियालेट) (Ca, K)-(-Fe-O)-(Si-O-Al-O-) प्रकार की होती है। यह उपयोगकर्ता के अनुकूल भू-पॉलिमर सीमेंट विकास और व्यावसायीकरण के चरण में है। निर्माण के दौरान उत्सर्जन ऑस्ट्रेलियाई कंक्रीट विशेषज्ञ बी. वी. रंगन के अनुसार, कंक्रीट की दुनिया भर में बढ़ती मांग सभी प्रकार के भू-बहुलक सीमेंट के विकास के लिए एक बड़ा अवसर है, जिसमें उत्पादन के दौरान कार्बन डाइऑक्साइड की कम रिहाई होती है। उत्सर्जन विपरीत पोर्टलैंड सीमेंट क्लिंकर के निर्माण में कैल्शियम कार्बोनेट का कैल्सीनेशन और सीमेंट सेटिंग और सख्त करने के लिए आवश्यक दो मुख्य कैल्शियम सिलिकेट चरणों (एलाइट और बेलाइट) का गठन शामिल हैः 3 CaCO3 + SiO2 → Ca3SiO5 + 3 CO2 (एलाइट का उत्पादन,) 2 CaCO3 + SiO2 → Ca2SiO4 + 2 CO2 (बेलाइट का उत्पादन,) कैल्शियम, एल्यूमीनियम और आयरन ऑक्साइड से जुड़ी अन्य प्रतिक्रियाएं भी ट्राइकिलियम एल्यूमिनेट () और कैल्शियम एल्यूमिनोफेराइट (), क्लिंकर के माध्यमिक घटकों का निर्माण करती हैं। 1 टन पोर्टलैंड क्लिंकर का उत्पादन सीधे इन प्रतिक्रियाओं के उत्पाद के रूप में लगभग 0.5 टन रसायन उत्पन्न करता है, और लगभग 0.40 टन अतिरिक्त कार्बन डाइऑक्साइड का उत्पादन करने के लिए कार्बनयुक्त ईंधन के दहन की आवश्यकता होती है, हालांकि यह प्रक्रिया दक्षता में लाभ और ईंधन के रूप में अपशिष्ट के उपयोग के माध्यम से कम किया जा रहा है। हालांकि, कुल मिलाकर, 1 टन पोर्टलैंड सीमेंट से 0.8-1.0 टन कार्बन डाइऑक्साइड का उत्सर्जन होता है। तुलनात्मक रूप से, जियोपॉलिमर सीमेंट एक प्रमुख घटक के रूप में कैल्शियम कार्बोनेट पर निर्भर नहीं करते हैं, और निर्माण के दौरान बहुत कम उत्पादन करते हैं, अर्थात। 40 प्रतिशत से 80-90% की सीमा में कमी। जोसेफ डेविडोविट्स ने मार्च 1993 में अमेरिकन पोर्टलैंड सीमेंट एसोसिएशन, शिकागो, इलिनोइस द्वारा आयोजित एक संगोष्ठी में इस विषय पर पहला पेपर दिया। पोर्टलैंड सीमेंट उद्योग ने उत्सर्जन संख्या देने के लिए कानूनी संस्थानों की पैरवी करके कड़ी प्रतिक्रिया व्यक्त की, जिसमें केवल दहन उत्सर्जन पर ध्यान केंद्रित करते हुए कैल्शियम कार्बोनेट अपघटन से संबंधित भाग शामिल नहीं था। 1997 में वैज्ञानिक पत्रिका न्यू साइंटिस्ट में लिखे गए एक लेख में कहा गया था किः सीमेंट उत्पादन से उत्सर्जन के अनुमान केवल पूर्व स्रोत [ईंधन दहन] पर केंद्रित हैं। जलवायु परिवर्तन पर संयुक्त राष्ट्र के अंतर-सरकारी पैनल ने उत्सर्जन में उद्योग के कुल योगदान को 2.4% पर रखा है; टेनेसी में ओक रिज राष्ट्रीय प्रयोगशाला में कार्बन डाइऑक्साइड सूचना विश्लेषण केंद्र 2.6% उद्धृत करता है। अब जियोपॉलिमर संस्थान के जोसेफ डेविडोविट्स ने पहली बार दोनों स्रोतों को देखा है। उन्होंने गणना की है कि प्रति वर्ष 1.40 करोड़ टन के विश्व सीमेंट उत्पादन से [विश्व] वर्तमान उत्सर्जन का 7 प्रतिशत उत्पादन होता है। पंद्रह साल बाद (2012), पोर्टलैंड सीमेंट उत्सर्जन प्रति वर्ष 3 अरब टन के करीब पहुंचने के साथ स्थिति बिगड़ गई है। तुलनात्मक ऊर्जा का उपयोग नियमित पोर्टलैंड सीमेंट, रॉक-आधारित जियोपॉलिमर सीमेंट और फ्लाई ऐश-आधारित जियोपॉलिमर सीमेंट के लिए ऊर्जा की आवश्यकता और उत्सर्जन। समान शक्ति वाले पोर्टलैंड सीमेंट और जियोपॉलिमर सीमेंट के बीच तुलना आगे बढ़ती है, अर्थात। 28 दिनों में औसतन 40 एमपीए। इस विषय पर कई अध्ययन प्रकाशित हुए हैं जिन्हें निम्नलिखित तरीके से संक्षेपित किया जा सकता हैः रॉक-आधारित जियोपॉलिमर सीमेंट निर्माण में शामिल हैंः 70 प्रतिशत वजन वाले भूगर्भीय यौगिकों (700 डिग्री सेल्सियस पर कैलसिन) ब्लास्ट फर्नेस स्लैग क्षार-सिलिकेट घोल (औद्योगिक रसायन, उपयोगकर्ता के अनुकूल)। ब्लास्ट फर्नेस स्लैग की उपस्थिति कमरे के तापमान को सख्त बनाती है और यांत्रिक शक्ति को बढ़ाती है। ऊर्जा की आवश्यकताएँ यूएस पोर्टलैंड सीमेंट एसोसिएशन (2006) के अनुसार, पोर्टलैंड सीमेंट के लिए ऊर्जा की आवश्यकताएँ 4700 एमजे/टन (औसत) की सीमा में हैं। रॉक-आधारित जियोपॉलिमर सीमेंट की गणना निम्नलिखित मापदंडों के साथ की जाती हैः-ब्लास्ट फर्नेस स्लैग इस्पात उद्योग से उप-उत्पाद के रूप में उपलब्ध है (कोई अतिरिक्त ऊर्जा की आवश्यकता नहीं है);-या इसका निर्माण किया जाना चाहिए (गैर दानेदार स्लैग या भूगर्भीय संसाधनों से पुनः पिघलना)। सबसे अनुकूल मामले में-उप-उत्पाद के रूप में स्लैग की उपलब्धता-पोर्टलैंड सीमेंट की तुलना में रॉक-आधारित जियोपॉलिमर-सीमेंट के निर्माण में ऊर्जा की जरूरतों में 59 प्रतिशत की कमी आई है। कम से कम अनुकूल मामले में-स्लैग निर्माण-कमी 43 प्रतिशत तक पहुंच जाती है। निर्माण के दौरान उत्सर्जन सबसे अनुकूल मामले में-उप-उत्पाद के रूप में स्लैग की उपलब्धता-पोर्टलैंड सीमेंट की तुलना में रॉक-आधारित जियोपॉलिमर सीमेंट के निर्माण के दौरान उत्सर्जन में 80 प्रतिशत की कमी आई है। कम से कम अनुकूल मामले में-स्लैग निर्माण-कमी 70 प्रतिशत तक पहुंच जाती है। फ्लाई ऐश-आधारित सीमेंट वर्ग एफ फ्लाई ऐश उन्हें आगे किसी गर्मी उपचार की आवश्यकता नहीं होती है। इसलिए गणना करना आसान है। एक व्यक्ति 0.09 से 0.25 टन/1 टन फ्लाई ऐश-आधारित सीमेंट की सीमा में उत्सर्जन प्राप्त करता है, अर्थात। उत्सर्जन जो 75 से 90 प्रतिशत की सीमा में कम हो जाते हैं। व्यवहार्यता के मुद्दे आम तौर पर, जियोपॉलिमर बाइंडर के साथ मुख्य समस्याओं में से एक इसकी खराब व्यवहार्यता हैः क्षार-सक्रिय फ्लाई ऐश में सामान्य पोर्टलैंड सीमेंट की तुलना में बहुत अधिक प्लास्टिक चिपचिपाहट होती है और यह तेजी से स्थापित होने की संभावना रखता है। कुछ ही मिनटों में, यह "अत्यधिक चिपचिपा, असहनीय कंक्रीट मिश्रण" का उत्पादन कर सकता है। इन समस्याओं का सामना पोर्टलैंड सीमेंट के साथ भी किया गया था, जिससे मिश्रित डिजाइन और मिश्रण का विकास हुआ जो कार्यशीलता को बढ़ाते हैं; एक सीमित सीमा तक, उन तकनीकों को जियोपॉलिमर बाइंडर पर लागू किया जा सकता है। प्रायोगिक साक्ष्यों से पता चलता है कि भू-बहुलक कार्यशीलता को बढ़ाने के कई तरीके हैंः पूर्ववर्ती और सक्रियक के विभिन्न संयोजनों का उपयोग करना सक्रियक की सांद्रता और पूर्ववर्ती के लिए सक्रियक के अनुपात को समायोजित करना जल/बंधन अनुपात को बढ़ाना (पोर्टलैंड सीमेंट की तरह, यह कार्यशीलता को बढ़ाएगा और कंक्रीट की ताकत को कम करेगा, जिसे फिर शक्ति बढ़ाने वाले उपायों जैसे गर्मी उपचार द्वारा प्रतिकार किया जा सकता है) कुछ पारंपरिक सुपरप्लास्टिसाइज़र्स को कुछ पूर्ववर्ती/सक्रियक संयोजनों में जोड़ना भू-बहुलक बंधन के लिए नए विकसित सुपरप्लास्टिसाइज़र्स को जोड़ना (जैसे कि एल्कोफिन, ग्राउंड ग्रेन्युलेटेड ब्लास्ट-फर्नेस स्लैग, ग्लास पाउडर और चावल की भूसी) इन तकनीकों का उपयोग करते हुए, भू-बहुलक बंधन के लिए उपयुक्त दिखाया गया है। चट्टान-आधारित जियोपॉलिमर सीमेंट (सी. ए., के.)-पॉली (सियालेट-डिसिलोक्सो) के लिए गुण सेटिंग के दौरान संकुचन देखें, <0.05%, मापने योग्य नहीं। संपीड़न शक्ति (एक अक्षीय): 28 दिनों में 90 एमपीए (उच्च प्रारंभिक शक्ति निर्माण के लिए, 4 घंटे के बाद 20 एमपीए)। लचीलापनः 28 दिनों में 10-15 MPa (24 घंटों के बाद 10 MPa की उच्च प्रारंभिक शक्ति के लिए)। यंग मॉड्यूलसः> 2 जीपीए। फ्रीज-थोः द्रव्यमान हानि <0.1% (ए. एस. टी. एम. डी. 4842), 180 चक्रों के बाद शक्ति हानि <5%। गीले-सूखेः बड़े पैमाने पर नुकसान <0.1% (ASTM D4843)। 180 दिनों के बाद पानी में रिसावः K2O <0.015%। जल अवशोषणः <3 प्रतिशत, पारगम्यता से संबंधित नहीं। हाइड्रोलिक पारगम्यताः 10−10 मीटर/सेकंड। सल्फ्यूरिक एसिड, 10 प्रतिशतः प्रति दिन 0.1 प्रतिशत द्रव्यमान हानि। हाइड्रोक्लोरिक एसिड, 5 प्रतिशतः प्रति दिन 1 प्रतिशत द्रव्यमान हानि। के. ओ. एच. 50 प्रतिशतः प्रति दिन बड़े पैमाने पर नुकसान 0.02%। अमोनिया समाधानः कोई बड़े पैमाने पर नुकसान नहीं देखा गया। सल्फेट विलयः 28 दिनों में संकुचन 0.02%। क्षार-समग्र प्रतिक्रियाः 250 दिनों के बाद कोई विस्तार नहीं (− 0.01%), जैसा कि चित्र में दिखाया गया है, पोर्टलैंड सीमेंट (ASTM C227) की तुलना में। ये परिणाम 1993 में प्रकाशित किए गए थे। 10 प्रतिशत तक उच्च क्षार सामग्री के साथ भी जियोपॉलिमर बाइंडर और सीमेंट, सामान्य प्रतिक्रियाशीलता के कुल के साथ उपयोग करने पर कोई खतरनाक क्षार-समग्र प्रतिक्रिया उत्पन्न नहीं करते हैं। मानकों की आवश्यकता जून 2012 में, संस्थान ए. एस. टी. एम. इंटरनेशनल (पूर्व अमेरिकन सोसाइटी फॉर टेस्टिंग एंड मैटेरियल्स, ए. एस. टी. एम.) ने जियोपॉलिमर बाइंडर सिस्टम पर एक संगोष्ठी का आयोजन किया। संगोष्ठी के परिचय में कहा गया हैः जब पोर्टलैंड सीमेंट के लिए प्रदर्शन विनिर्देश लिखे गए थे, तो गैर-पोर्टलैंड बाइंडर जैसे कि जियोपॉलिमर पर तेजी से शोध किया जा रहा है, विशेष उत्पादों के रूप में विपणन किया जा रहा है, और संरचनात्मक कंक्रीट में उपयोग के लिए खोज की जा रही है। इस संगोष्ठी का उद्देश्य ए. एस. टी. एम. को इस बात पर विचार करने का अवसर प्रदान करना है कि क्या मौजूदा सीमेंट मानक एक ओर, भू-बहुलक बांधकों के आगे के अन्वेषण के लिए एक प्रभावी ढांचा प्रदान करते हैं और दूसरी ओर, इन सामग्रियों के उपयोगकर्ताओं के लिए विश्वसनीय सुरक्षा प्रदान करते हैं। मौजूदा पोर्टलैंड सीमेंट मानक भू-बहुलक सीमेंट के अनुकूल नहीं हैं। इन्हें एक तदर्थ समिति द्वारा बनाया जाना चाहिए। फिर भी, ऐसा करने के लिए, मानक भू-बहुलक सीमेंट की उपस्थिति की भी आवश्यकता होती है। वर्तमान में, प्रत्येक विशेषज्ञ स्थानीय कच्चे माल (अपशिष्ट, उप-उत्पाद या निकाले गए) के आधार पर अपनी खुद की विधि प्रस्तुत कर रहा है। सही भू-बहुलक सीमेंट श्रेणी का चयन करने की आवश्यकता है। 2012 स्टेट ऑफ द जियोपॉलिमर आर एंड डी ने दो श्रेणियों का चयन करने का सुझाव दिया, अर्थात्ः टाइप 2 स्लैग/फ्लाई ऐश-आधारित जियोपॉलिमर सीमेंटः प्रमुख उभरते देशों में फ्लाई ऐश उपलब्ध हैं; फेरो-सियालेट-आधारित जियोपॉलिमर सीमेंटः यह भूवैज्ञानिक लोहा-समृद्ध कच्चा माल दुनिया भर के सभी देशों में मौजूद है, और; उपयुक्त उपयोगकर्ता के अनुकूल जियोपॉलिमर अभिकर्मक। संदर्भ ग्रंथ सूची जोसेफ डेविडोविट्स (2008). जियोपॉलिमर रसायन विज्ञान और अनुप्रयोग। इंस्टीट्यूट जियोपॉलिमेयर, सेंट-क्वेंटिन, फ्रांस, (चौथा संस्करण, 2015)। चीनी मेंः राष्ट्रीय रक्षा उद्योग प्रेस, बीजिंग, (2012)। जॉन एल. प्रोविस और जेनी एस. जे. वैन डेवेंटर (2009). जियोपॉलिमर संरचना, प्रसंस्करण, गुण और औद्योगिक अनुप्रयोग। वुडहेड प्रकाशन,। बाहरी लिंक जियोपॉलिमर संस्थानः https://www.geopolymer.org जियोपॉलिमर गठबंधनः https://web.archive.org/web/20130409024601/http:// जियोपॉलिमर अकार्बनिक रसायन विज्ञान जियोकेमिस्ट्री पॉलिमर अकार्बनिक पॉलिमर सीमेंट निर्माण सामग्री