Geopolymer cement
جیو پولیمر سیمنٹ ایک بائنڈنگ سسٹم ہے جو کمرے کے درجہ حرارت پر سخت ہو جاتا ہے۔ یہ روایتی پورٹلینڈ سیمنٹ کا زیادہ ماحول دوست متبادل ہے۔ یہ سیمنٹ کی پیداوار کے کاربن فوٹ پرنٹ کو نمایاں طور پر کم کرنے کے لیے کم سے کم پروسیس شدہ قدرتی مواد یا صنعتی ضمنی مصنوعات پر انحصار کرتا ہے، جبکہ بہت سے عام کنکریٹ استحکام کے مسائل کے لیے بھی انتہائی مزاحم ہے۔ جیو پولیمر سیمنٹ موجود ہیں جو پورٹ لینڈ میں مقیم سیمنٹ سے زیادہ تیزی سے ٹھیک ہو سکتے ہیں۔ جیو پولیمر سیمنٹ کی پیداوار کے لیے ایلومینیمسیلیکیٹ پریکسر مواد کی ضرورت ہوتی ہے جیسے کہ میٹاکولین یا فلائی ایش، ایک صارف دوست الکلائن ریجینٹ (مثال کے طور پر، مولر تناسب کے ساتھ سوڈیم یا پوٹاشیم میں گھلنشیل سلیکیٹس SiO2: M2O ≤1.65، M Na یا K ہے) اور پانی (نیچے "صارف دوست" ریجینٹ کی تعریف دیکھیں)۔ کمرے کے درجہ حرارت کی سختی زیادہ آسانی سے کیلشیم کیٹیشن کے ذریعہ کے اضافے کے ساتھ حاصل کی جاتی ہے، اکثر بلاسٹ فرنس سلیگ۔ پورٹ لینڈ پر مبنی سیمنٹ کے مقابلے میں زیادہ تیزی سے علاج کرنے کے لیے جیو پولیمر سیمنٹ تیار کیے جا سکتے ہیں۔ کچھ مرکب 24 گھنٹوں کے اندر اپنی زیادہ تر حتمی طاقت حاصل کر لیتے ہیں۔ تاہم، انہیں اتنی آہستہ سیٹ بھی کرنا چاہیے کہ انہیں بیچ پلانٹ میں ملایا جا سکے، یا تو پری کاسٹنگ کے لیے یا کنکریٹ مکسر میں ڈیلیوری کے لیے۔ جیو پولیمر سیمنٹ میں سلیکیٹ چٹان پر مبنی مجموعوں کے ساتھ ایک مضبوط کیمیائی بندھن بنانے کی صلاحیت بھی ہے۔ مارچ 2010 میں، ریاستہائے متحدہ کے محکمہ ٹرانسپورٹیشن کے ایک ڈویژن، فیڈرل ہائی وے ایڈمنسٹریشن (ایف ایچ ڈبلیو اے) نے جیو پولیمر کنکریٹ کے عنوان سے ایک ٹیک بریف جاری کیا جس میں کہا گیا ہے کہ: ورسٹائل، لاگت سے موثر جیو پولیمر سیمنٹ کی پیداوار جو پورٹلینڈ سیمنٹ کی طرح مخلوط اور سخت کی جا سکتی ہے، کھیل کو تبدیل کرنے والی ترقی کی نمائندگی کرے گی، جس سے نقل و حمل کے بنیادی ڈھانچے اور عمارت کی صنعت کی تعمیر میں انقلاب آئے گا۔ جیو پولیمر کنکریٹ 'جیو پولیمر سیمنٹ' اور 'جیو پولیمر کنکریٹ' اصطلاحات کے معنی کے درمیان اکثر الجھن ہوتی ہے۔ سیمنٹ ایک بائنڈر ہے، جبکہ کنکریٹ وہ جامع مواد ہے جو پانی (یا جیو پولیمر سیمنٹ کے معاملے میں الکلائن حل)، اور پتھر کے مجموعوں کے ساتھ سیمنٹ کے اختلاط اور سختی کے نتیجے میں بنتا ہے۔ دونوں قسم کے مواد (جیو پولیمر سیمنٹ اور جیو پولیمر کنکریٹ) بین الاقوامی سطح پر مختلف بازاروں میں تجارتی طور پر دستیاب ہیں کیمسٹری: پورٹلینڈ سیمنٹ بمقابلہ جیو پولیمر سیمنٹ بائیں: کیلشیم سلیکیٹ ہائیڈریٹس (سی ایس ایچ) اور پورٹلینڈائٹ، سی اے (او ایچ) 2 میں کیلشیم سلیکیٹ کی ہائیڈریشن کے ذریعے پورٹلینڈ سیمنٹ کی ترتیب اور سختی۔ دائیں: پوٹاشیم اولیگو-(سیالیٹ-سائلوکسو) کے پولی کنڈینسشن کے ذریعے پوٹاشیم پولی (سیالیٹ-سائلوکسو) کراس لنکڈ نیٹ ورک میں جیو پولیمر سیمنٹ کی ترتیب۔ اگر جیو پولیمر کمپاؤنڈ کو حرارت کی ترتیب کی ضرورت ہو تو اسے جیو پولیمر سیمنٹ نہیں بلکہ جیو پولیمر بائنڈر کہا جاتا ہے۔ الکلی ایکٹیویٹڈ میٹریل بمقابلہ جیو پولیمر سیمنٹ جیو پولیمرائزیشن کیمسٹری کے لیے مناسب اصطلاحات اور تصورات کی ضرورت ہوتی ہے جو واضح طور پر پورٹلینڈ سیمنٹ کے ماہرین کے استعمال سے مختلف ہیں۔ مرکزی مضمون جیو پولیمر خلاصہ کرتا ہے کہ جیو پولیمر سیمنٹ کس طرح غیر نامیاتی پولیمر کے زمرے سے تعلق رکھتے ہیں۔ اس معاملے پر، آسٹریلیائی جیو پولیمر الائنس نے اپنی ویب سائٹ پر مندرجہ ذیل بیان کا خاکہ پیش کیا: "جوزف ڈیوڈویٹس نے ان کیمیائی عمل اور اس کے نتیجے میں مادی خصوصیات کی بہتر وضاحت کے لیے جیو پولیمر (ایک سی/ال غیر نامیاتی پولیمر) کا تصور تیار کیا۔ ایسا کرنے کے لیے روایتی سیمنٹ کیمسٹری کی کلاسیکی کرسٹل لائن ہائیڈریشن کیمسٹری سے دور نقطہ نظر میں ایک بڑی تبدیلی کی ضرورت تھی۔ آج تک اس تبدیلی کو الکالی ایکٹیویٹڈ سیمنٹ کے شعبے میں پریکٹیشنرز نے اچھی طرح سے قبول نہیں کیا ہے جو اب بھی پورٹلینڈ سیمنٹ کی اصطلاحات میں اس طرح کے رد عمل کی کیمسٹری کی وضاحت کرتے ہیں۔ درحقیقت، جیو پولیمر سیمنٹ کو بعض اوقات الکلی ایکٹیویٹڈ سیمنٹ اور کنکریٹ کے لیے غلط سمجھا جاتا ہے، جسے 50 سال سے زیادہ پہلے وی ڈی نے تیار کیا تھا۔ سابق سوویت یونین، یوکرین میں گلوخووسکی۔ انہیں اصل میں "مٹی سلیکیٹ کنکریٹس" اور "مٹی کے سیمنٹ" کے ناموں سے جانا جاتا تھا۔ چونکہ پورٹ لینڈ سیمنٹ کنکریٹ نقصان دہ الکالی-مجموعی رد عمل سے متاثر ہو سکتے ہیں، جسے اے اے آر یا الکالی-سلیکا رد عمل نے اے ایس آر بنایا (مثال کے طور پر RILEM کمیٹی 219-ACS کنکریٹ ڈھانچوں میں مجموعی رد عمل دیکھیں)، الفاظ الکالی-ایکٹیویشن کا سول انجینئروں پر منفی اثر پڑتا ہے۔ تاہم، جیو پولیمر سیمنٹ عام طور پر ان نقصان دہ رد عمل کو ظاہر نہیں کرتے ہیں (پراپرٹیز میں نیچے دیکھیں)، جب ایک مناسب مجموعے کا انتخاب کیا جاتا ہے-جیو پولیمر تیزابیت کے ذرائع میں بھی کام کر سکتے ہیں، جس سے وہ اے اے ایم سے مزید الگ ہو جاتے ہیں۔ اس کے علاوہ الکلی سے چلنے والے مواد پولیمر نہیں ہوتے ہیں، اس لیے انہیں جیو پولیمر نہیں کہا جا سکتا اور نہ ہی غلطی سے سمجھا جا سکتا ہے۔ درحقیقت، پولیمر کیمسٹری کیلشیم ہائیڈریٹ یا پریپیٹیٹ کیمسٹری کے مقابلے میں یکسر مختلف ہے۔ اس کے باوجود، کئی سیمنٹ سائنس دان الکلی ایکٹیویٹڈ میٹریل یا الکلی ایکٹیویٹڈ جیو پولیمر سے متعلق اصطلاحات کو فروغ دینا جاری رکھے ہوئے ہیں۔ یہ سیمنٹ، مختصر اے اے ایم، الکلی ایکٹیویٹڈ سلیگز، الکلی ایکٹیویٹڈ کول فلائی ایش، اور مختلف مرکب سیمنٹنگ سسٹم کے مخصوص شعبوں کو گھیرے ہوئے ہیں (دیکھیں RILEM تکنیکی کمیٹی 247-DTA)۔ اگرچہ جیو پولیمرائزیشن زہریلے نامیاتی سالوینٹس پر نہیں بلکہ صرف پانی پر انحصار کرتی ہے، اس کے لیے کیمیائی اجزاء کی ضرورت ہوتی ہے جو خطرناک ہو سکتے ہیں اور اس لیے کچھ حفاظتی طریقہ کار کی ضرورت ہوتی ہے۔ مواد کی حفاظت کے قوانین الکلین مصنوعات کو دو زمروں میں درجہ بندی کرتے ہیں: تباہ کن مصنوعات (جن کا نام یہاں دیا گیا ہے: دشمن) اور چڑچڑاپن والی مصنوعات (جن کا نام یہاں دیا گیا ہے: دوستانہ)۔ دونوں کلاسیں اپنے متعلقہ لوگو کے ذریعے پہچانی جاتی ہیں۔ جدول میں کچھ الکلین کیمیکلز اور ان کے متعلقہ حفاظتی لیبل کی فہرست دی گئی ہے۔ تباہ کن مصنوعات کو دستانے، شیشے اور ماسک سے ہینڈل کیا جانا چاہیے۔ وہ صارف دشمن ہیں اور مناسب حفاظتی طریقہ کار کے بغیر بڑے پیمانے پر ایپلی کیشنز میں نافذ نہیں کیے جا سکتے ہیں۔ دوسرے زمرے میں پورٹ لینڈ سیمنٹ یا ہائیڈریٹڈ چونا، عام بڑے پیمانے پر مصنوعات ملتی ہیں۔ اس طبقے سے تعلق رکھنے والے جیو پولیمرک الکلائن ریجینٹس کو صارف دوست بھی کہا جا سکتا ہے، حالانکہ الکلائن جزو کی چڑچڑاپن کی نوعیت اور پاؤڈر کے ممکنہ سانس لینے کے خطرے کے لیے اب بھی مناسب ذاتی حفاظتی سامان کے انتخاب اور استعمال کی ضرورت ہوتی ہے، جیسا کہ کسی بھی صورت حال میں جہاں کیمیکل یا پاؤڈر کو سنبھالا جاتا ہے۔ نام نہاد الکالی-ایکٹیویٹڈ-سیمنٹ یا الکالی-ایکٹیویٹڈ جیو پولیمرز کی ترقی (مؤخر الذکر کو کچھ لوگ غلط اصطلاحات سمجھتے ہیں) کے ساتھ ساتھ ادب اور انٹرنیٹ پر پائی جانے والی متعدد ترکیبیں، خاص طور پر فلائی ایش پر مبنی، مولر تناسب کے ساتھ الکالی سلیکیٹس کا استعمال کریں۔ SiO2: M2O 1.20 سے نیچے، یا خالص NaOH (8M یا 12M) پر مبنی نظام۔ یہ حالات عام مزدور قوت کے لیے صارف دوست نہیں ہیں، اور اگر میدان میں استعمال کیا جاتا ہے تو ذاتی حفاظتی سامان پر محتاط غور کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔ درحقیقت، قوانین، ضوابط اور ریاستی ہدایات کارکنوں کی حفاظت کے لیے مزید صحت کے تحفظات اور حفاظتی پروٹوکول کو نافذ کرنے پر زور دیتی ہیں۔ اس کے برعکس، کھیت میں استعمال ہونے والی جیو پولیمر سیمنٹ کی ترکیبوں میں عام طور پر الکلین گھلنشیل سلیکیٹس شامل ہوتے ہیں جن کا ابتدائی مولر تناسب 1.45 سے 1.95 تک ہوتا ہے، خاص طور پر 1.60 سے 1.85 تک، یعنی۔ صارف دوست حالات۔ ایسا ہو سکتا ہے کہ تحقیق کے لیے، کچھ لیبارٹری کی ترکیبوں میں مولر کا تناسب 1.20 سے 1.45 کی حد میں ہو۔ جیو پولیمر سیمنٹ کے زمرے جیو پولیمر سیمنٹ کے زمروں میں شامل ہیں: سلیگ پر مبنی جیو پولیمر سیمنٹ۔ چٹان پر مبنی جیو پولیمر سیمنٹ۔ فلائی ایش پر مبنی جیو پولیمر سیمنٹ ٹائپ 1: الکلی ایکٹیویٹڈ فلائی ایش جیو پولیمر۔ ٹائپ 2: سلیگ/فلائی ایش پر مبنی جیو پولیمر سیمنٹ۔ فیرو-سیالیٹ پر مبنی جیو پولیمر سیمنٹ۔ سلیگ پر مبنی جیو پولیمر سیمنٹ اجزاء: میٹاکولین (ایم کے-750) + بلاسٹ فرنس سلیگ + الکالی سلیکیٹ (صارف دوست)۔ جیو پولیمرک میک اپ: سی: اے ایل = 2 درحقیقت سی کا ٹھوس حل: اے ایل = 1، سی اے-پولی (ڈی-سیالیٹ) (اینورتھائٹ قسم) + سی: اے ایل = 3، کے-پولی (سیالیٹ-ڈیسیلوکسو) (آرتھوکلس قسم) اور سی ایس-ایچ سی اے-سلیکیٹ ہائیڈریٹ۔ 1980 کی دہائی میں تیار کیا گیا پہلا جیو پولیمر سیمنٹ (کے، نا، سی اے)-پولی (سیالیٹ) (یا سلیگ پر مبنی جیو پولیمر سیمنٹ) کی قسم کا تھا اور جوزف ڈیوڈووٹس اور جے ایل کے ذریعہ کی گئی تحقیقی پیشرفتوں کا نتیجہ تھا۔ لون اسٹار انڈسٹریز، یو ایس اے میں سایر نے اہرامنٹ ® سیمنٹ کی ایجاد کی۔ امریکی پیٹنٹ کی درخواست 1984 میں دائر کی گئی تھی اور پیٹنٹ یو ایس 4,509,985 کو 9 اپریل 1985 کو 'ارلی ہائی اسٹرینتھ منرل پولیمر' کے عنوان سے عطا کیا گیا تھا۔ چٹان پر مبنی جیو پولیمر سیمنٹ منتخب آتش فشاں ٹف کے ساتھ ایم کے-750 کی ایک خاص مقدار کی تبدیلی سے سادہ سلیگ پر مبنی جیو پولیمر سیمنٹ کے مقابلے میں بہتر خصوصیات اور کم اخراج کے ساتھ جیو پولیمر سیمنٹ حاصل ہوتا ہے۔ مینوفیکچرنگ اجزاء: میٹاکولین ایم کے-750، بلاسٹ فرنس سلیگ، آتش فشاں ٹف (کیلسینڈ یا کیلسینڈ نہیں)، مائن ٹیلنگ اور الکالی سلیکیٹ (صارف دوست)۔ جیو پولیمرک میک اپ: سی: اے ایل = 3، درحقیقت سی کا ٹھوس حل: اے ایل = 1 سی اے-پولی (ڈی-سیالیٹ) (اینورتھائٹ قسم) + سی: اے ایل = 3-5 (این اے، کے)-پولی (سیلیٹ-ملٹیسیلوکسو) اور سی ایس-ایچ سی اے-سلیکیٹ ہائیڈریٹ۔ فلائی ایش پر مبنی جیو پولیمر سیمنٹ بعد میں، 1997 میں، سلیگ پر مبنی جیو پولیمرک سیمنٹ پر کیے گئے کاموں کی بنیاد پر، ایک طرف اور دوسری طرف فلائی ایش سے زیولائٹس کی ترکیب پر، سلورسٹریم اور دیگر۔ اور وین جارسویلڈ اور وین ڈیوینٹر نے جیو پولیمرک فلائی ایش پر مبنی سیمنٹ تیار کیے۔ سلورسٹریم اور دیگر۔ یو ایس پیٹنٹ 5,601,643 کا عنوان 'فلائی ایش سیمنٹائٹس میٹریل اینڈ میتھڈ آف میکنگ اے پروڈکٹ' تھا۔ فی الحال، سلیسیس (ای این 197) یا کلاس ایف (اے ایس ٹی ایم سی 618) فلائی ایش پر مبنی دو قسمیں ہیں: ٹائپ 1: الکلی ایکٹیویٹڈ فلائی ایش جیو پولیمر (صارف دشمن): بہت سے معاملات میں 60-80 ڈگری سیلسیس پر ہیٹ کیورنگ کی ضرورت ہوتی ہے۔ سیمنٹ کے طور پر الگ سے تیار نہیں کیا جاتا ہے، بلکہ براہ راست فلائی ایش پر مبنی کنکریٹ کے طور پر تیار کیا جاتا ہے۔ NaOH (صارف دشمنی) + فلائی ایش: جزوی طور پر رد عمل والے فلائی ایش کے ذرات جو ایلومینیم سلیکیٹ جیل میں سرایت کرتے ہیں جس میں Si: Al = 1 سے 2، زیولیٹک قسم (چابازائٹ-Na اور سوڈالائٹ) ڈھانچے ہوتے ہیں۔ ٹائپ 2: سلیگ/فلائی ایش پر مبنی جیو پولیمر سیمنٹ (صارف دوست): کمرے کے درجہ حرارت والے سیمنٹ کی سختی۔ یوزر فرینڈلی سلیکیٹ سولیوشن + بلاسٹ فرنس سلیگ + فلائی ایش: فلائی ایش کے ذرات جیو پولیمرک میٹرکس میں سرایت کیے ہوئے ہیں جس میں Si: Al = 2، (Ca, K)-پولی (sialate-siloxo) ہے۔ فیرو-سیالیٹ پر مبنی جیو پولیمر سیمنٹ خصوصیات چٹان پر مبنی جیو پولیمر سیمنٹ سے ملتی جلتی ہیں لیکن اس میں اعلی آئرن آکسائڈ مواد والے ارضیاتی عناصر شامل ہیں۔ جیو پولیمرک میک اپ پولی (فیرو-سیالیٹ) (Ca، K)-(-Fe-O)-(Si-O-Al-O-) قسم کا ہوتا ہے۔ یہ صارف دوست جیو پولیمر سیمنٹ ترقی اور تجارتی مرحلے میں ہے۔ آسٹریلیائی کنکریٹ کے ماہر بی وی رنگن کے مطابق، کنکریٹ کی دنیا بھر میں بڑھتی ہوئی مانگ ہر قسم کے جیو پولیمر سیمنٹ کی ترقی کے لیے ایک بہترین موقع ہے، جس میں پیداوار کے دوران کاربن ڈائی آکسائیڈ کی کم رہائی ہوتی ہے۔ اخراج متضاد پورٹ لینڈ سیمنٹ کلنکر کی تیاری میں کیلشیم کاربونیٹ کی کیلسی نیشن اور سیمنٹ کی ترتیب اور سختی کے لیے ضروری کیلشیم سلیکیٹ کے دو اہم مراحل (ایلائٹ اور بیلائٹ) کی تشکیل شامل ہے: 3 CaCO3 + SiO2 → Ca3SiO5 + 3 CO2 (ایلائٹ کی پیداوار،) 2 CaCO3 + SiO2 → Ca2SiO4 + 2 CO2 (بیلائٹ کی پیداوار،) کیلشیم، ایلومینیم اور آئرن آکسائڈ پر مشتمل دیگر رد عمل بھی ٹرائکلسیم ایلومینیم () اور کیلشیم ایلومینیموفرائٹ ()، کلینکر کے ثانوی اجزاء کی تشکیل کا باعث بنتے ہیں۔ 1 ٹن پورٹ لینڈ کلینکر کی پیداوار براہ راست تقریبا 0.05 ٹن کیمیائی پیدا کرتی ہے، براہ راست ان رد عمل کی پیداوار کے طور پر، اور تقریبا 0.40 ٹن اضافی کاربن ڈائی آکسائیڈ پیدا کرنے کے لیے کاربنسیئس ایندھن کے دہن کی ضرورت ہوتی ہے، حالانکہ اس میں عمل کی کارکردگی میں فوائد اور ایندھن کے طور پر فضلہ کے استعمال کے ذریعے کمی کی جا رہی ہے۔ تاہم، مجموعی طور پر، 1 ٹن پورٹلینڈ سیمنٹ 0.8-1.0 ٹن کاربن ڈائی آکسائیڈ کے اخراج کا باعث بنتا ہے۔ تقابلی طور پر، جیو پولیمر سیمنٹ کلیدی جزو کے طور پر کیلشیم کاربونیٹ پر انحصار نہیں کرتے، اور تیاری کے دوران بہت کم پیدا کرتے ہیں، یعنی۔ 40 ٪ سے 80-90% کی حد میں کمی۔ جوزف ڈیوڈویٹس نے اس موضوع پر پہلا مقالہ مارچ 1993 میں امریکن پورٹلینڈ سیمنٹ ایسوسی ایشن، شکاگو، الینوائے کے زیر اہتمام ایک سمپوزیم میں پیش کیا۔ پورٹ لینڈ سیمنٹ انڈسٹری نے اخراج کی تعداد فراہم کرنے کے لیے قانونی اداروں کی لابنگ کر کے سخت ردعمل ظاہر کیا جس میں صرف دہن کے اخراج پر توجہ مرکوز کرتے ہوئے کیلشیم کاربونیٹ کے سڑنے سے متعلق حصہ شامل نہیں تھا۔ 1997 میں سائنسی جریدے نیو سائنٹسٹ میں لکھے گئے ایک مضمون میں کہا گیا ہے کہ: سیمنٹ کی پیداوار سے ہونے والے اخراج کے تخمینے صرف سابقہ ماخذ [ایندھن دہن] پر مرکوز ہیں۔ اقوام متحدہ کا موسمیاتی تبدیلی سے متعلق بین الحکومتی پینل اخراج میں صنعت کی کل شراکت کو 2.4 فیصد رکھتا ہے۔ ٹینیسی میں اوک رج نیشنل لیبارٹری میں کاربن ڈائی آکسائیڈ انفارمیشن اینالیسس سینٹر نے 2.6 فیصد کا حوالہ دیا ہے۔ اب جیو پولیمر انسٹی ٹیوٹ کے جوزف ڈیوڈویٹس نے پہلی بار دونوں ذرائع کو دیکھا ہے۔ انہوں نے حساب لگایا ہے کہ ایک سال میں 1.4 بلین ٹن کی عالمی سیمنٹ کی پیداوار [دنیا] کے موجودہ اخراج کا 7 فیصد پیدا کرتی ہے۔ پندرہ سال بعد (2012)، صورتحال مزید خراب ہو گئی ہے جب پورٹ لینڈ سیمنٹ کا اخراج ایک سال میں 3 بلین ٹن تک پہنچ گیا ہے۔ تقابلی توانائی کا استعمال باقاعدگی سے پورٹ لینڈ سیمنٹ، چٹان پر مبنی جیو پولیمر سیمنٹ اور فلائی ایش پر مبنی جیو پولیمر سیمنٹ کے لیے توانائی کی ضروریات اور اخراج۔ موازنہ پورٹ لینڈ سیمنٹ اور جیو پولیمر سیمنٹ کے درمیان اسی طرح کی طاقت کے ساتھ ہوتا ہے، یعنی۔ 28 دنوں میں اوسط 40 ایم پی اے۔ اس موضوع پر کئی مطالعات شائع ہوئے ہیں جن کا خلاصہ مندرجہ ذیل طریقے سے کیا جا سکتا ہے: چٹان پر مبنی جیو پولیمر سیمنٹ کی تیاری میں شامل ہیں: 70 ٪ وزن ارضیاتی مرکبات (700 ° C پر کیلسینڈ) بلاسٹ فرنس سلیگ الکالی-سلیکیٹ حل (صنعتی کیمیائی، صارف دوست)۔ بلاسٹ فرنس سلیگ کی موجودگی کمرے کے درجہ حرارت کو سخت کرتی ہے اور میکانی طاقت میں اضافہ کرتی ہے۔ یو ایس پورٹ لینڈ سیمنٹ ایسوسی ایشن (2006) کے مطابق، پورٹ لینڈ سیمنٹ کی توانائی کی ضروریات 4700 ایم جے/ٹن (اوسط) کی حد میں ہیں۔ چٹان پر مبنی جیو پولیمر سیمنٹ کا حساب مندرجہ ذیل پیرامیٹرز کے ساتھ کیا جاتا ہے:-بلاسٹ فرنس سلیگ اسٹیل انڈسٹری سے ضمنی مصنوع کے طور پر دستیاب ہے (کوئی اضافی توانائی کی ضرورت نہیں ہے) ؛-یا تیار کیا جانا چاہیے (غیر دانے دار سلیگ سے یا ارضیاتی وسائل سے دوبارہ پگھلنا)۔ سب سے زیادہ سازگار صورت میں-ضمنی مصنوعات کے طور پر سلیگ کی دستیابی-پورٹ لینڈ سیمنٹ کے مقابلے میں راک پر مبنی جیو پولیمر سیمنٹ کی تیاری میں توانائی کی ضروریات میں 59 فیصد کمی واقع ہوئی ہے۔ سب سے کم سازگار صورت میں-سلیگ مینوفیکچرنگ-کمی 43 فیصد تک پہنچ جاتی ہے۔ مینوفیکچرنگ کے دوران اخراج سب سے زیادہ سازگار صورت میں-ضمنی مصنوعات کے طور پر سلیگ کی دستیابی-پورٹ لینڈ سیمنٹ کے مقابلے میں راک پر مبنی جیو پولیمر سیمنٹ کی تیاری کے دوران اخراج میں 80 فیصد کمی واقع ہوتی ہے۔ سب سے کم سازگار صورت میں-سلیگ مینوفیکچرنگ-کمی 70 فیصد تک پہنچ جاتی ہے۔ فلائی ایش پر مبنی سیمنٹ کلاس ایف فلائی ایش انہیں مزید گرمی کے علاج کی ضرورت نہیں ہے۔ اس لیے حساب لگانا آسان ہے۔ کوئی بھی 0.09 سے 0.25 ٹن/1 ٹن فلائی ایش پر مبنی سیمنٹ کے اخراج کو حاصل کرتا ہے، یعنی۔ اخراج جو 75 سے 90 فیصد کی حد میں کم ہوتے ہیں۔ کام کرنے کے مسائل عام طور پر، جیو پولیمر بائنڈر کے ساتھ ایک اہم مسئلہ اس کی ناقص کام کرنے کی اہلیت ہے: الکالی سے چلنے والی فلائی ایش میں عام پورٹلینڈ سیمنٹ کے مقابلے میں پلاسٹک کی چپچپا بہت زیادہ ہوتی ہے اور یہ تیز ترتیب کا شکار ہوتی ہے۔ چند منٹوں میں، یہ "انتہائی چپچپا، ناقابل انتظام کنکریٹ مرکب" پیدا کر سکتا ہے۔ ان مسائل کا سامنا پورٹ لینڈ سیمنٹ کے ساتھ بھی کرنا پڑا، جس کی وجہ سے مکس ڈیزائن اور مرکب تیار ہوئے جو کام کرنے کی اہلیت میں اضافہ کرتے ہیں۔ ایک محدود حد تک، ان تکنیکوں کو جیو پولیمر بائنڈر پر لاگو کیا جا سکتا ہے۔ تجرباتی شواہد سے پتہ چلتا ہے کہ جیو پولیمر کی فعالیت کو بڑھانے کے متعدد طریقے ہیں: پریکرسر اور ایکٹیویٹر کے مختلف امتزاج کا استعمال ایکٹیویٹر کے ارتکاز اور ایکٹیویٹر کے تناسب کو پریکرسر کے ساتھ ایڈجسٹ کرنا پانی/بائنڈر کے تناسب کو بڑھانا (جیسا کہ پورٹلینڈ سیمنٹ میں ہے، اس سے کام کرنے کی صلاحیت میں اضافہ ہوگا اور کنکریٹ کی طاقت میں کمی آئے گی، جس کا مقابلہ طاقت بڑھانے والے اقدامات جیسے ہیٹ کیورنگ کے ذریعے کیا جا سکتا ہے) کچھ روایتی سپر پلاسٹکائزر کو کچھ پریکرسر/ایکٹیویٹر کے امتزاج میں شامل کرنا جیو پولیمر بائنڈر کے لیے نئے تیار کردہ سپر پلاسٹکائزر شامل کرنا (جیسے کہ الکوفین، گراؤنڈ گرینولڈ بلاسٹ-فرنیس سلیگ، شیشے کا پاؤڈر اور چاول کی بھوسی) ان تکنیکوں کا استعمال کرتے ہوئے، جیو پولیمر بائنڈر کو اس کے لیے موزوں دکھایا گیا ہے۔ چٹان پر مبنی جیو پولیمر سیمنٹ (Ca, K)-پولی (sialate-disiloxo) کی خصوصیات ترتیب کے دوران سکڑنا دیکھیں: <0.05%، قابل پیمائش نہیں۔ کمپریسیو طاقت (یک جہتی):> 28 دنوں میں 90 ایم پی اے (اعلی ابتدائی طاقت کی تشکیل کے لیے، 4 گھنٹے کے بعد 20 ایم پی اے)۔ لچکدار طاقت: 28 دنوں میں 10-15 MPa (24 گھنٹوں کے بعد 10 MPa کی اعلی ابتدائی طاقت کے لیے)۔ نوجوان ماڈیولس:> 2 جی پی اے۔ منجمد پگھلنا: بڑے پیمانے پر نقصان <0.1 ٪ (ASTM D4842)، طاقت کا نقصان <5 ٪ 180 چکروں کے بعد۔ گیلے خشک: بڑے پیمانے پر نقصان <0.1 ٪ (ASTM D4843)۔ پانی میں لیچنگ، 180 دنوں کے بعد: K2O <0.015%۔ پانی کا جذب: <3 ٪، پارگمیتا سے متعلق نہیں۔ ہائیڈرولک پارگمیتا: 10−10 میٹر/سیکنڈ۔ سلفورک ایسڈ، 10 ٪: بڑے پیمانے پر نقصان 0.1 ٪ فی دن۔ ہائیڈروکلورک ایسڈ، 5 ٪: بڑے پیمانے پر نقصان 1 ٪ فی دن۔ KOH 50 ٪: بڑے پیمانے پر نقصان 0.02% فی دن۔ امونیا کا حل: کوئی مشاہدہ شدہ بڑے پیمانے پر نقصان نہیں۔ سلفیٹ کا حل: 28 دنوں میں سکڑنا 0.02%۔ الکالی-مجموعی رد عمل: 250 دنوں کے بعد کوئی توسیع نہیں (− 0.01%)، جیسا کہ تصویر میں دکھایا گیا ہے، پورٹلینڈ سیمنٹ (ASTM C227) کے مقابلے میں۔ یہ نتائج 1993 میں شائع ہوئے تھے۔ جیو پولیمر بائنڈر اور سیمنٹ یہاں تک کہ 10 فیصد تک الکلی مواد کے ساتھ، جب عام رد عمل کے مجموعے کے ساتھ استعمال کیا جائے تو کوئی خطرناک الکلی-مجموعی رد عمل پیدا نہیں کرتے ہیں۔ معیارات کی ضرورت جون 2012 میں، ادارہ اے ایس ٹی ایم انٹرنیشنل (سابق امریکن سوسائٹی فار ٹیسٹنگ اینڈ میٹریلز، اے ایس ٹی ایم) نے جیو پولیمر بائنڈر سسٹمز پر ایک سمپوزیم کا انعقاد کیا۔ سمپوزیم کے تعارف میں کہا گیا ہے: جب پورٹ لینڈ سیمنٹ کے لیے کارکردگی کی وضاحتیں لکھی گئیں تو غیر پورٹ لینڈ بائنڈرز جیسے جیو پولیمرز پر تیزی سے تحقیق کی جا رہی ہے، خصوصی مصنوعات کے طور پر مارکیٹنگ کی جا رہی ہے، اور ساختی کنکریٹ میں استعمال کے لیے تلاش کی جا رہی ہے۔ اس سمپوزیم کا مقصد اے ایس ٹی ایم کو اس بات پر غور کرنے کا موقع فراہم کرنا ہے کہ آیا موجودہ سیمنٹ کے معیارات ایک طرف جیو پولیمر بائنڈرز کی مزید تلاش کے لیے ایک موثر فریم ورک فراہم کرتے ہیں اور دوسری طرف ان مواد کے صارفین کے لیے قابل اعتماد تحفظ فراہم کرتے ہیں۔ موجودہ پورٹلینڈ سیمنٹ کے معیارات جیو پولیمر سیمنٹ کے مطابق نہیں ہیں۔ انہیں ایک ایڈہاک کمیٹی کے ذریعے بنایا جانا چاہیے۔ پھر بھی، ایسا کرنے کے لیے، معیاری جیو پولیمر سیمنٹ کی موجودگی کی بھی ضرورت ہوتی ہے۔ فی الحال، ہر ماہر مقامی خام مال (فضلہ، ضمنی مصنوعات یا نکالا ہوا) کی بنیاد پر اپنی ترکیب پیش کر رہا ہے۔ صحیح جیو پولیمر سیمنٹ زمرے کا انتخاب کرنے کی ضرورت ہے۔ 2012 کی اسٹیٹ آف جیو پولیمر آر اینڈ ڈی نے دو زمروں کو منتخب کرنے کی تجویز پیش کی، یعنی: ٹائپ 2 سلیگ/فلائی ایش پر مبنی جیو پولیمر سیمنٹ: بڑے ابھرتے ہوئے ممالک میں فلائی ایش دستیاب ہیں۔ فیرو سیالیٹ پر مبنی جیو پولیمر سیمنٹ: یہ ارضیاتی لوہے سے بھرپور خام مال دنیا بھر کے تمام ممالک میں موجود ہے، اور ؛ مناسب صارف دوست جیو پولیمرک ریجینٹ۔ حوالہ جات کتابیات جوزف ڈیوڈویٹس (2008)۔ جیو پولیمر کیمسٹری اینڈ ایپلی کیشنز۔ انسٹی ٹیوٹ گیوپولیمیر، سینٹ-کوینٹن، فرانس، (چوتھا ایڈیشن۔، 2015)۔ چینی میں: نیشنل ڈیفنس انڈسٹری پریس، بیجنگ، (2012)۔ جان ایل پروویس اور جینی ایس جے وین ڈیوینٹر (2009)۔ جیو پولیمرز اسٹرکچر، پروسیسنگ، پراپرٹیز اور انڈسٹریل ایپلی کیشنز۔ ووڈ ہیڈ پبلشنگ،۔ بیرونی روابط جیو پولیمر انسٹی ٹیوٹ: https://www.geopolymer.org جیو پولیمر الائنس: https://web.archive.org/web/20130409024601/http:// جیو پولیمرز. com. au/جیو پولیمرز غیر نامیاتی کیمسٹری جیو کیمسٹری غیر نامیاتی پولیمرز سیمنٹ بلڈنگ مواد