Experimental investigation of waste LDPE and quarry dust as a cement replacement for paving blocks
यह अध्ययन प्रदर्शित करता है कि सीमेंट को अपशिष्ट निम्न-घनत्व वाले पॉलीथीन और क्वारी धूल के 60:40 मिश्रण से बदलने से ऐसे पेविंग ब्लॉक्स प्राप्त होते हैं जिनकी तन्य शक्ति नियंत्रण (कंट्रोल) के लगभग बराबर होती है और जल अवशोषण काफी कम होता है, जो उन्हें उनके कम तापीय प्रतिरोध के बावजूद कम भार वाले, नमी के संपर्क में आने वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है।
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हर दिन, दुनिया प्लास्टिक के कचरे का एक पहाड़ पैदा करती है जो गायब होने से इनकार कर देता है, लैंडफिल और जलमार्गों को अवरुद्ध करता है, जबकि पारंपरिक निर्माण उन सामग्रियों को बनाने के लिए प्राकृतिक संसाधनों की विशाल मात्रा का उपभोग करना जारी रखता है जिनसे हमारी सड़कें बनाई जाती हैं। यह एक कठिन पहेली खड़ी करता है: उस प्लास्टिक का प्रबंधन कैसे किया जाए जो जमा होता जा रहा है, बिना भारी खनन और सीमेंट उत्पादन पर निर्भर रहे जिसकी आवश्यकता मानक पेविंग ब्लॉक्स (paving blocks) के लिए होती है। इसका उत्तर एक सरल बदलाव में छिपा हो सकता है, जहाँ वह सीमेंट जो आमतौर पर पत्थरों को एक साथ बांधता है, उसे पूरी तरह से पिघले हुए प्लास्टिक द्वारा बदल दिया जाता है, और रेत को चट्टानों की खुदाई से बचे महीन धूल से बदल दिया जाता है। यह दृष्टिकोण केवल कचरे को छिपाने की कोशिश नहीं करता है; यह दो अलग-अलग पर्यावरणीय समस्याओं को एक एकल, कार्यात्मक निर्माण सामग्री में बदलने का प्रयास करता है।
तकोराडी तकनीकी विश्वविद्यालय में किए गए एक अध्ययन में, शोधकर्ताओं ने इस विचार का परीक्षण करने के लिए बिना एक दाना सीमेंट के पेविंग ब्लॉक्स बनाने का लक्ष्य रखा। सीमेंट, रेत और पत्थर के सामान्य मिश्रण के बजाय, उन्होंने कम घनत्व वाले पॉलीथीन (low-density polyethylene) नामक कटे हुए कचरे वाले प्लास्टिक का उपयोग किया, जो किराने के थैलों और बोतलों में पाया जाने वाला नरम, लचीला प्रकार है, जिसे क्वारी डस्ट (quarry dust), एक महीन खनिज पाउडर के साथ मिलाया गया था। उन्होंने इन ब्लॉक्स के कई अलग-अलग संस्करण बनाए, जिसमें प्लास्टिक और धूल के बीच के संतुलन को बदलकर यह देखा कि कौन सा मिश्रण सबसे अच्छी तरह से एक साथ टिका रहता है। एक समूह एक मानक संदर्भ के रूप में कार्य करता था, जो पारंपरिक सीमेंट और रेत से बना था, जबकि अन्य को वजन के अनुसार पचास-पचास, साठ-चालीस और अस्सी-बीस के अनुपात में प्लास्टिक को पिघलाकर और धूल के साथ मिलाकर बनाया गया था। लक्ष्य यह देखना था कि क्या ये प्लास्टिक-प्रधान ब्लॉक्स पारंपरिक कंक्रीट ब्लॉक्स के समान परीक्षणों का सामना कर सकते हैं, विशेष रूप से यह देखते हुए कि वे टूटने के प्रति कितने प्रतिरोधी हैं, वे कितना पानी सोखते हैं, और वे गर्मी के प्रति कैसी प्रतिक्रिया देते हैं।
परिणामों ने दिखाया कि प्लास्टिक के ब्लॉक्स न केवल एक सैद्धांतिक संभावना थे बल्कि विशिष्ट और मापने योग्य ताकत वाली एक सामग्री भी थे। जब शोधकर्ताओं ने यह परीक्षण किया कि ब्लॉक्स को अलग करने के लिए कितनी शक्ति की आवश्यकता होती है, तो सबसे अच्छा प्रदर्शन करने वाले प्लास्टिक मिश्रण ने, जिसमें साठ भाग प्लास्टिक और चालीस भाग धूल थी, पारंपरिक सीमेंट ब्लॉक के बहुत करीब की मजबूती हासिल की। जबकि सीमेंट ब्लॉक ने अट्ठाइस दिनों में एक विशिष्ट मजबूती प्राप्त की, सर्वश्रेष्ठ प्लास्टिक मिश्रण ने लगभग उसी स्तर को प्राप्त किया, जिससे यह सिद्ध हुआ कि यह सामग्री तनाव के तहत एक साथ टिकी रह सकती है। हालाँकि, प्लास्टिक के ब्लॉक्स पानी के मामले में सबसे अधिक चमके। जब पारंपरिक सीमेंट ब्लॉक को तीन दिनों तक पानी में रखने के बाद देखा गया, तो उसने पानी की एक महत्वपूर्ण मात्रा सोखी, लेकिन प्लास्टिक वाले संस्करणों ने लगभग कुछ भी नहीं सोखा। सबसे अधिक प्लास्टिक वाले मिश्रण ने सबसे कम पानी सोखा, जो सीमेंट वाले संस्करण के भारी अवशोषण की तुलना में नगण्य था। यह सुझाव देता है कि प्लास्टिक एक ऐसी बाधा बनाता है जिसे पानी भेद नहीं पाता है, एक ऐसा गुण जो गीले वातावरण में बहुत उपयोगी हो सकता है।
हालाँकि, गर्मी के मामले में एक स्पष्ट समझौता (trade-off) था। जबकि प्लास्टिक के ब्लoks पानी को दूर रखने में उत्कृष्ट थे, वे सीमेंट वाले ब्लॉक्स की तुलना में उच्च तापमान के प्रति बहुत अधिक संवेदनशील थे। शोधकर्ताओं ने नमूनों को तब तक गर्म किया जब तक कि उनमें दृश्यमान क्षति के संकेत नहीं दिखने लगे, और परिणाम मिश्रण के आधार पर भिन्न थे। सबसे अधिक प्लास्टिक वाले ब्लॉक ने अधिक धूल वाले ब्लॉक की तुलना में बहुत कम तापमान पर खराब होना शुरू कर दिया, जो यह दर्शाता है कि बहुत अधिक प्लास्टिक ब्लॉक को गर्मी के प्रति असुरक्षित बना देता है। समग्र रूप से सबसे अच्छा प्रदर्शन करने वाला मिश्रण साठ-चाळीस वाला मिश्रण था, जिसने एक साथ टिके रहने और पानी का प्रतिरोध करने के बीच एक मजबूत संतुलन प्रदान किया, भले ही इसमें सीमेंट नियंत्रण की तुलना में कम ताप सहनशीलता थी।
अध्ययन निष्कर्ष निकालता है कि ये सीमेंट-मुक्त ब्लॉक्स एक व्यवहार्य विकल्प हैं, लेकिन वे हर सड़क या ड्राइववे के लिए 'एक ही आकार सबके लिए उपयुक्त' (one-size-fits-all) समाधान नहीं हैं। क्योंकि वे उच्च गर्मी के प्रति संवेदनशील हैं और सर्वश्रेष्ठ सीमेंट ब्लॉक्स की तुलना में थोड़ी कम मजबूती रखते हैं, इसलिए वे हल्के पैदल यातायात वाले क्षेत्रों के लिए सबसे उपयुक्त हैं, जैसे कि पैदल पथ, बगीचे के रास्ते, या इमारतों के आसपास के क्षेत्र, न कि भारी वाहनों या उच्च-ताप औद्योगिक क्षेत्रों के लिए। अनुसंधान प्रदर्शित करता है कि कचरे वाले प्लास्टिक और क्वारी डस्ट को एक टिकाऊ, जल-प्रतिरोधी पेविंग सामग्री में फ्यूज किया जा सकता है, जो प्राकृतिक संसाधनों को बचाने के साथ-साथ प्लास्टिक कचरे को कम करने का एक व्यावहारिक तरीका प्रदान करता है, बशर्ते कि ब्लॉक्स का उपयोग सही स्थानों पर किया जाए जहाँ उनकी विशिष्ट शक्तियों का उपयोग किया जा सके और उनकी कमजोरियों से बचा जा सके।
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