Published December 1, 2022
| Version v1
Publication
Environmental performance of bamboo fibers and sugarcane bagasse reinforced metakaolin-based geopolymers
Description
Global warming and greenhouse gas emissions are significant concerns of the modern world. The cement industry causes 5–7% of CO2 gas emissions. Despite this critical environmental burden, cement is needed to develop future societies. Geopolymers are an alternative that has significantly fewer emissions than Ordinary Portland Cement. A geopolymer that considers the inclusion of natural fibers (bamboo and sugar cane bagasse) was developed. Two pre-treatments were considered for the fibers to remove lignin and starch. A life cycle assessment was performed on this geopolymer composite to evaluate its performance and compare the environmental impact of other options. The low liquid ammonia treated sugar cane bagasse fiber geopolymer had a better environmental performance with 857.9 kg CO2 eq per 1 m3 of pure binder (no aggregates). The other fiber alternatives had 2–4% more CO2 emissions. The geopolymer had excellent impact scores compared to different options and current OPC. The sensitivity analysis showed a concise and complete system that varies slightly when variables could provide uncertainty.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
يمثل الاحترار العالمي وانبعاثات غازات الدفيئة مصدر قلق كبير للعالم الحديث. تتسبب صناعة الأسمنت في 5-7 ٪ من انبعاثات غاز ثاني أكسيد الكربون. على الرغم من هذا العبء البيئي الحرج، هناك حاجة إلى الأسمنت لتطوير مجتمعات المستقبل. تعد البوليمرات الجيولوجية بديلاً له انبعاثات أقل بكثير من أسمنت بورتلاند العادي. تم تطوير بوليمر جيولوجي يأخذ في الاعتبار تضمين الألياف الطبيعية (الخيزران وقصب السكر). تم النظر في علاجين مسبقين للألياف لإزالة اللجنين والنشا. تم إجراء تقييم لدورة الحياة على مركب البوليمر الجيولوجي هذا لتقييم أدائه ومقارنة التأثير البيئي للخيارات الأخرى. كان للبوليمر الجيولوجي المصنوع من ألياف قصب السكر المعالجة بقصب السكر منخفض السائل أداء بيئي أفضل مع 857.9 كجم من مكافئ ثاني أكسيد الكربون لكل 1 متر مكعب من المادة الرابطة النقية (بدون ركام). كانت بدائل الألياف الأخرى تحتوي على انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بنسبة 2-4 ٪. كان للبوليمر الجيولوجي درجات تأثير ممتازة مقارنة بالخيارات المختلفة و OPC الحالي. أظهر تحليل الحساسية نظامًا موجزًا وكاملًا يختلف قليلاً عندما يمكن أن توفر المتغيرات عدم اليقين.Translated Description (French)
Le réchauffement climatique et les émissions de gaz à effet de serre sont des préoccupations importantes du monde moderne. L'industrie du ciment est à l'origine de 5 à 7 % des émissions de CO2. Malgré ce fardeau environnemental critique, le ciment est nécessaire au développement des sociétés futures. Les géopolymères sont une alternative qui émet beaucoup moins d'émissions que le ciment Portland ordinaire. Un géopolymère qui prend en compte l'inclusion de fibres naturelles (bagasse de bambou et de canne à sucre) a été développé. Deux prétraitements ont été envisagés pour que les fibres éliminent la lignine et l'amidon. Une analyse du cycle de vie a été réalisée sur ce composite géopolymère pour évaluer ses performances et comparer l'impact environnemental d'autres options. Le géopolymère de fibre de bagasse de canne à sucre faiblement traité à l'ammoniac liquide avait une meilleure performance environnementale avec 857,9 kg éq CO2 pour 1 m3 de liant pur (pas d'agrégats). Les autres alternatives aux fibres avaient 2 à 4% d'émissions de CO2 en plus. Le géopolymère avait d'excellents scores d'impact par rapport aux différentes options et à l'OPC actuel. L'analyse de sensibilité a montré un système concis et complet qui varie légèrement lorsque les variables peuvent fournir de l'incertitude.Translated Description (Spanish)
El calentamiento global y las emisiones de gases de efecto invernadero son preocupaciones importantes del mundo moderno. La industria del cemento causa entre el 5% y el 7% de las emisiones de gases de CO2. A pesar de esta carga ambiental crítica, el cemento es necesario para desarrollar sociedades futuras. Los geopolímeros son una alternativa que tiene significativamente menos emisiones que el cemento Portland ordinario. Se desarrolló un geopolímero que considera la inclusión de fibras naturales (bambú y bagazo de caña de azúcar). Se consideraron dos pretratamientos para que las fibras eliminaran la lignina y el almidón. Se realizó una evaluación del ciclo de vida de este compuesto de geopolímero para evaluar su rendimiento y comparar el impacto ambiental de otras opciones. El geopolímero de fibra de bagazo de caña de azúcar con bajo contenido de amoníaco líquido tuvo un mejor rendimiento ambiental con 857,9 kg de CO2 eq por 1 m3 de aglutinante puro (sin agregados). Las otras alternativas de fibra tenían un 2–4% más de emisiones de CO2. El geopolímero tuvo excelentes puntuaciones de impacto en comparación con las diferentes opciones y el OPC actual. El análisis de sensibilidad mostró un sistema conciso y completo que varía ligeramente cuando las variables podrían proporcionar incertidumbre.Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- الأداء البيئي لألياف الخيزران والبوليمرات الجيولوجية القائمة على ميتاكاولين المقواة بقصب السكر
- Translated title (French)
- Performance environnementale des fibres de bambou et des géopolymères à base de métakaolin renforcés à la bagasse de canne à sucre
- Translated title (Spanish)
- Desempeño ambiental de las fibras de bambú y los geopolímeros a base de metacaolín reforzados con bagazo de caña de azúcar
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4280628526
- DOI
- 10.1016/j.cscm.2022.e01150
References
- https://openalex.org/W1187410758
- https://openalex.org/W1942332575
- https://openalex.org/W1971744854
- https://openalex.org/W1993844771
- https://openalex.org/W1999158698
- https://openalex.org/W2016275556
- https://openalex.org/W2023273099
- https://openalex.org/W2047176663
- https://openalex.org/W2085385413
- https://openalex.org/W2097239066
- https://openalex.org/W2102349460
- https://openalex.org/W2217240626
- https://openalex.org/W2320655497
- https://openalex.org/W2340972631
- https://openalex.org/W2498226973
- https://openalex.org/W2528453658
- https://openalex.org/W2601274759
- https://openalex.org/W2625459064
- https://openalex.org/W2742774313
- https://openalex.org/W2766785884
- https://openalex.org/W2770518846
- https://openalex.org/W2802608200
- https://openalex.org/W2883045832
- https://openalex.org/W2894444184
- https://openalex.org/W2898452515
- https://openalex.org/W2903554377
- https://openalex.org/W2943394614
- https://openalex.org/W2947073624
- https://openalex.org/W2971009766
- https://openalex.org/W2983039558
- https://openalex.org/W2999099326
- https://openalex.org/W3007850417
- https://openalex.org/W3009092234
- https://openalex.org/W3016770168
- https://openalex.org/W3027576126
- https://openalex.org/W3031272819
- https://openalex.org/W3043300575
- https://openalex.org/W3083714163
- https://openalex.org/W3087994545
- https://openalex.org/W3088011528
- https://openalex.org/W3092705190
- https://openalex.org/W3151255883
- https://openalex.org/W3152984024
- https://openalex.org/W3158850261
- https://openalex.org/W3167457977
- https://openalex.org/W3183238592
- https://openalex.org/W3204115499
- https://openalex.org/W4300098046