بخشی از مقاله
view (نظر اجمالي)
مواد ساختماني و اينكه چگونه آنها استخراج، توليد، انتقال، بهره‌برداري و بازيافت مي‌شوند، تأثير بسيار مهمي بر روي بهره‌وري اقتصادي، تأثيرات محيطي و دوام و ايمني محيط ساختمان مي‌گذارد. از قديم مقدار زيادي از توجهات به استفاده از مواد نوآورانه به منظور تقويت صرفة اقتصادي، ايمني و دوام‌پذيري محيطي از ساختار زيربنايي محيطي، مبذول شده است مثلاً جاده‌هاي ما، پلها و تونلها و غيره. بهرحال، زير ساختهاي صنعتي، يك عامل اصلي از ظرفيت توليد صنعتي و كارآمدي و كيفيت امكانات مرتبط با آن مي‌باشد و داراي اهميت حياتي است.
زيربناي صنعتي كه اشاره به زيربناي مالكيت خصوصي دارد و تنها براي استفاده از استخراج مواد و تولدي محصولات صنعتي مي‌باشد، از موضوعات پيچيده اين تحقيق بوده و ترسيم كنندة تمام حوضه‌هاي اصلي طراحي، مهندسي و تركيب‌بندي مي‌باشد. هرحال بواسطة حجم پاية توليد صنعتي آمريكا، انتخابهاي متفاوتي در مواد و روشهاي مورد استفاده وجود دارد كه تأثيرات مهم و برجستة اقتصادي و محيطي را بر جاي مي‌گارد. بنابراين علاوه بر حفاظت صنعت زيربناي، توانايي ايجاد محيطي صميمانه، گزينشهاي پايدار بدن كارآيي مواد،
ادغام ساختاري، بادوامي، هزينه و بهره‌وري صنعتي، اهميت ويژه‌اي دارد. اين مقاله قصد دارد يك نظر اجمالي در خصوص انواع مختلف مواد جديد و تكنولوژيهايي كه وجود دارد، ارائه دهد ما قصد نداريم يك نگاه جامع به نوآوريهاي جديد در مواد و تكنولوژيها داشته باشيم. همچنين قصد ما اين نيست كه يك گفتگو را در خصوص مكان تحقيق و گسترش آن ارائه دهيم زيرا در اين راه موانعي وجود دارد اين مقاله در دو بخش اصلي تنظيم گرديده است. بخش اول كه يك نظر اجمالي در خصوص دسته‌هاي مختلف و متعددي از تكنولوژيها و يا روشهاي پروسه شده مي‌باشد كه يا گسترش‌يافته‌اند و يا در حال كاربري هستند. هر كدام از اينها بعنوان يك نمونه از مواد تكنولوژيها و روشهايي است كه براي بكارگيري در زير ساختهاي صنعتي وجود دارد و همچنين بحث در خصوص ابتكارات آنها و مزاياي انرژي، محيطي، اقتصادي‌اي كه آنها ارائه مي‌دهند مي‌بشد.
اين بخش همچنين ويژگيهاي اين مواد را مورد بررسي قرار مي‌دهد اين ويژگيها شامل استقامت، انعطاف‌پذيري، مقاومت در برابر ترك، مقاومت در برابر فرسودگي، دوام در برابر انعطاف پذيري مقاومت در برابر سايش و پوسيدگي مي‌باشد. بخش دوم نگاهي دارد به موانعي كه اين مواد و تكنولوژيها براي ورود به بازارهاي بزرگتر تجاري با آنها روبرو هستند.
زمانيكه به مسائل پيرامون تأثير گزينش مواد براي زيربنايي صنعتي نگاهي مي‌اندازيم، درك محيط بزرگتري كه در آن آنها مورد استفاده خواهند بود، مه مي‌شود. بيش از تحقيقات عادي به منظور تقويت و دوام، يك سؤال بايد در خصوص تأثيرات محيطي آنها و همچنين پتانسيل آنها براي پاسخگويي به بلاياي طبيعي و ساخته بشر مطرح گردد. تكنولوژيهاي جديد و عملكرد بالاي مواد براي برآورده كردن اي نازها گسترش يافته است.
همچنين راه‌حلهاي پايدار و خلاق براي مشكلات پايدار ارائه گرديده است. اين مواد و تكنولوژيها، از آلياژهاي مقاوم در برابر پوسيدگي تا محصولات ترميمي بتني براي عايق‌بندي در مقابل لرزش ر در بر مي‌گيرد. همگي آنها مزايايي را ارائه مي‌دهند. چه از نظر پايداري ساختاري، محيطي و يا از نظر نگهداري و فرآيند تعميرات.
ساختار يك بنا، كه مي‌تواند مستقيماً انرژي را مصرف كند، تأثير بسيار مهمي بر كل انرژي مورد استفاده در اقتصاد را از طريق بنا و امكاناتي كه ايجاد مي‌كند، داشته باشد و ارائه‌كنندة فرصتي مهم براي بهره‌برداري از مواد جنبي و بي‌استفادة ساير صنايع و فرآيندهاي تغيير انرژي مي‌باشد. دليل اين عوامل، صنعت پتانسيل بسيار بالايي را در تغيير الگوها و سطوح مصرف انرژي در كاهش اسراف مواد و ايجاد زيربناي بادوام، در حوزة عمومي و صنعتي، دارد.
بعبارت ديگر، زير ساخت ايجاد شده مي‌تواند تقويت‌كننده بهره‌وري در كل صنعت گردد اگر بطور كارآمدي طراحي و اجرا شود. برعكس آن مي‌تواند بعنوان يك تباهي براي آن محصول گردد اگر طرح و ساختش ضعيف باشد.
بهمين دليل، مفاهيم، ابزارها و روشهاي جديد در طراحي و ساختار صنعتي مي‌تواند سهم بسزايي را در كارآيي انرژي، تغيير متعادل جو جهاني و ايجاد توسعة پايدار داشته باشد. اين سطح‌بندي بطور خاص مرتبط با آن چيزي است كه ما آنرا بعنوان مسائل گسترده و جديدي از ايمني زير ساخت مورد توجه قرار مي‌دهيم. جامعه ما بدرستي نمي‌تواند بدون الحاق پايدار، كارآمدي انرژي و بهره‌وري اقتصادي در داخل آن طرح، طرحي دقيق ارائه دهد.
تكنولوژي Road maps (نقشه‌هاي جاده‌اي) براي صنايع متنوع توليد انرژي متمركز تحت عناوين زير توليد شده است. تحت حمايت ادارة امور انرژي و انرژي جايگزين شونده (DOE-EERE) صنايع برنامه‌ريزي تكنولوژيكي براي استراتژي آينده (IOF). اين Road map يك پهنة وسيع از زمينة مشترك را نشان مي‌دهد و نظرت بسياري را كه ممكن است در حوزة ساختار صنعتي قابل اجرا باشد، ارائه مي‌دهد.
ظهور مجدد چنين اهدافي نظير افزايش حساسيت محيطي افزايش كارآمدي اقتصادي، تأكيد بيشتر بر روي همكاري و برداشتن موانع تحقيق و توسعه، همگي ممكن است بعنوان گواهي بر روندهاي مؤثرتر، ارائه گردد. همچنانكه قبلاً ذكر شد، صنعت ساختمان نقش ممتازي را هم براي مصرف‌كننده و هم براي تهيه‌كنندة كالا و خدمات براي صنايع IOF دارد. ارتباط اختصاص يافته بين صنعت ساختمان و صنايع معدني، الوار، آلومينيوم، شيشه، استيل ريخته‌گري و سيمان بايد پاسخگوي اين روند باشد. از اين رو معطوف داشتن توجه به نوآوريها در مواد و روشهاي موجود ضرورت دارد و اين در صورتي است كه صنايع طراحي و ساختماني، روابط هم زيستانة خود را با صنايع آتي به حداكثر برسانند.
What are the Criteria
ملاك چه چيزهايي است؟
قبل از اينكه در خصوص مواد جديد و فرآيندهاي موجود بحث كنيم. ضرورت دارد كه مشخصه‌هاي مورد جستجو را تعريف نمائيم. مواد جديد و فرآيند توليد ممكن است يك پهنة وسيعي از مزايا، كم كردن تأثيرات محيطي تا افزايش تقويت و دوام و صرفة اقتصادي را در بر گيرد. براي اهداف اين نوشته، معيارش توسط سازمان تحقيقات مهندسي شهري و سيستمها و مواد ساختماني (CONMAT) استفاده خواهد شد. اين برنامه يك تلاش مشترك در راستاي صنعت طراحي و ساختمان است و نگاهي داد به مشخصه‌هايي كه در مواد جديد منظور تنظيم اهداف چهارگانه صنعتي مطلوبيت دارد.
علاوه بر اين، اين برنامه قصد دارد از طريق نگاهي به مواد قديمي داراي عملكرد بالا و همچنين مواد و تكنولوژيهاي جديد، نوآوريها را تشويق نمايد. معيارهاي مشخص شده توصيف كننده ويژگيهاي مطلوب در خود زير ساخت مي‌باشد. اما بخاطر ساختار صنعتي بايد مشخصات مناسب و ويژه‌اي را كسب نمايد. اين مشخصات شامل موارد زير است:
• انعطاف‌پذيري، سختي و قدرت بالا
• تقويت دوام و خدمات زندگي
• افزايش مقاومت در برابر فرسايش، پوسيدگي، مواد شيميايي و فرسودگي
• مقرون به صرفه بودن چرخه زندگي
• در برابر بلايا و آتش‌سوزيها طبيعي مقاومت داشته باشد.
• تركيب، كاربرد و نصب آن آسان باشد.
• زيبايي‌شناسي و سازگاري با محيط
• توانايي خود تشخيصي، خود بهبودي و كنترل ساختاري (1994 CERF)
در خصوص حملات تروريستي سپتامبر 2001، بهبود مقاومت در برابر انفجار و همچنين بهبود ادغام ساختاري و flexural به علت تقاضاي زياد م‌تواند به اين ليست اضافه گردد.
در حاليكه اين مشخصات ممكن است از روي حدس و گمان براي مواد زيربنايي صنعتي مطلوب باشد، آنها بخاطر صنعت شديدي كه در اين خصوص براي طراحي و صنعت ساختمان در گذشته وجود داشته است مورد خطاب قرار مي‌گيرند. بهرحال، آنها همچنين بينشي را در خصوص توانايي صنعتي بمنظور فكر كردن بر فراز محدوده‌هاي موجود آن ارائه مي‌دهد. و همچنين تلاش دامنه‌داري را براي بهبود و بهره‌برداري از منابع آن به هدف تحقق كامل نظرات ابتكاري، پيشنهاد مي‌دهد. موضوعات اصلي‌اي كه در ارتباط با كشف اين ويژگيها نمايان مي‌شود شامل پردازش و كار به مواد قديمي و همچنين ايجاد مواد جديد، با كيفيت، آلياژها و كامپوزيتها قابل تحقيق است.
در نوشته زير روشها و محصولات متعدد ويژه‌اي را اشاره خواهيم داشت. اين مقاله قصد ندارد كه هر محصول ويژه يا شركت را مورد تأييد قرار دهد و شامل محصولات موجود در بازار هم مي‌شود. از آنها فقط به عنوان نمونه‌ها و شمايلي از آنچه كه در بازار براي استفاده صنعتي وجود دارد، نام برده مي‌شود.
پليمرهاي فيبري تقويت‌شده Fiber Rein Foreed Polymers
پليمرهاي فيبري تقويت شده (FRP) در سالهاي اخير بكار گرفته مي‌شود. آنها ساخته شده از فيبرهاي كار گذاشته شده در يك رزين پليمري مي‌باشد و بجاي فولاد تقويت شده براي ساختمانهاي بتني استفاده مي‌شود. FRP از مواد غير متاليك و پوسيده نشدني ساخته شده است بدين معني كه در معرض پوسيدگي (زنگ‌زندگي) قرار نمي‌گيرد. علاوه بر اين نشان داده شده است كه كشش پذيري بالايي دارد و نسل جديدتر قالبهاي FRP مي‌تواند انعطاف‌پذيري مناسبي داشته باشد و براي كاربريهاي ساختماني مناسب‌تر مي‌باشد. علاوه بر اين نصب تكه‌ها بر روي بنا سبب صرفه‌جويي در وقت و انرژي مي‌گردد و نسب بنا بسيار سريع شود از هزينه‌هاي كارآمدي مي‌كاهد. بر طبق موسسة صنعتي ساختمان، تكه‌هاي شيشه‌اي FRP ممكن است جايگزين مناسبي براي فولاد تقويت شود در بتن معماري مي‌شود. اين بتن در معرض نمكهاي يخ‌زدا، نمكهاي دريايي يا بكار گرفته شده نزديك وسيلة الكترومگنتيك مي‌باشد (2002 Cll).
FRP مي‌تواند هم براي تعمير و هم براي اهداف ساختار مستقل استفاده شود. متفاوت با ساير موادي كه ممكن است براي تعمير يا مراقبت بكار مي‌روند، FRP ممكن است بطور دائم در مكاني گذارده شود. بدون هيچ‌گونه نگران كه بعلت مواد فرسوده وجود داشته باشد. FRP فابريك يا ورقه‌ها مي‌تواند اطراف ستونهاي بتني يا ميله‌ها پيچيده شود و سختي و دوام آنرا افزايش مي‌دهد. اين ورقه‌ها به المنت‌هاي ساختاري مي‌چسبد و چسبندگي بالايي دارد و نسبت به ورقه‌هاي فولادي، وقت و تلاش كمتري را براي نصب مي‌گيرد.
ميله‌گذاري مجدد FRP هم‌اينك بجاي ميل‌هاي فولادي استفاده مي‌گردد، زيرا قدرت كشش‌پذيري بالا و سختي دارد و از نظر ساختاري ممكن است. يكي از موانع در راه استفاده از FRP كه در زير بطور مفصل مورد بررسي قرار خواهد گرفت، هزينة بسيار بالاي آن در مقايسه با فولاد است. بهرحال، انواع و مقدار فيبرها و رزين‌هاي مورد استفاده و همچنين كيفيت، نه تنها تعيين‌كنندة قيمت مواد مي‌باشد بلكه كيفيت فني و ساختاري پليمر ايجادشده را معين مي‌كند. تحقيق و آزمايش در يك پهنة وطني و فرامرزي تحت انجام است. براي مثل Confibrecrefe شبكه تحقيق اروپا همراه با (فدراسيون بين‌المللي بتن) 3/9TG و lsls كانادا حول آزمايشهاي Robin براي تقويت FRP سازمان يافته است. اطلاعات در خصوص پروژة بر روي اينترنت موجود است.
Concrefe Cement Product
توليدات بتن و سيمان
تعمير و مراقبت از ساختمانهاي بتني، يك بودجة مهم براي زيربناي دولتي و صنعتي مي‌خواهد. طول مدت و سختي فرآيند تعمير منجر به هزينه‌هايي مي‌شود كه بسرعت انباشته مي‌گردد. علاوه بر اين، ضرورت تعميرات ساختاري ممكن است ايمني و امنيت ريسك را بوجود آورد علاوه بر هزاران تغيير روي داده در اقتصاد جهاني، صنعت بايد هم‌اكنون مايل به مسائل امنيتي و ايمني باشد كه چالشهايي را از هر دو سمت مهندسي و نقطه‌نظر اقتصادي ارائه مي‌دهد. پيدايش تكنولوژيهاي بتن فرصتي را براي كاهش احداث و زمان تعمير ايجاد كرده و همچنين پروژه‌ها را مقرون به صرفه مي‌نمايد.
SIMCON
بتن MAT كه بصورت گل آب از صافي در شده است (simcon) ، يك دسته از موادي است كه بعنوان كامپوزيتهاي تقويت شدة بتن ي داراي عملكرد فيبري زيادي هستند، شناخته مي‌شود. (HPFRCCS) . اين مواد در سالها اخير براي پاسخ به هزينه‌هاي ايجاد و حفظ زيربنا گسترش يافته است. آنها در زمانيكه با بتنهاي مرسوم و متداول مقايسه مي‌شوند يك پايداري، قدرت زياد، عمكرد در مقابل زلزله و كنترل ترك برداشتن را از خود و نشان مي‌دهند. علاوه بر اين HPFRCCS ويژه، نظير SIMCON ممكن است بسيار سريعتر به كار گرفته شود و هزينه كمتري را نسبت به روشهاي عادي داشته باشد. (2000cll) . SIMCON با استفاده از فيبرهاي فولادي استيدلس قابل نصب است.
اين Mat (معادل فارسي ندارد) در لوله‌هاي بزرگ به سايت انتقال مي‌يابد و پس از آن فقط نياز به جداسازي و قرار دادن آنها حول شكل كار مي‌ماند. پس از اينكه Matها نصب گرديد با يك غلظت بر پايه گل‌آب و سيمان تزريق مي‌گردد. فيبر Mat براي تعيين مكان فيبر ساده مي‌باشد و نسبت به SIFCON حجم فيبري بسيار پائين‌تري دارد. SIMCON براي اهداف تنظيم مجدد و براي سيستمهاي ساختاري كامپوزيت بنا بكار مي‌رود. اين تكنولوژي مي‌تواند احتياجات زير ساخت صنعتي را در بسياري از راهها برآورده سازد. نصب آن بسيار سريعتر و ساختارش مقابل اطمينان و انتخابهاي تعميري آن بدون جهت گيري بر روي كيفيت و قدرت مواد عالي است. آزمايش گسترده بر روي SIMCON نشان‌دهنده انعطاف‌پذيري بالا و كنترل مناسب ترك و قدرت بالا مي‌باشد. بواسطة ساختار فيبري MAT و مزاياي انعطافي كه آن ارائه مي‌دهد، ممكن است براي استفاده در فعاليت زلزله‌اي كه مورد نگراني است، مفيد باشد.
تكنولوژيهاي مرمت سريع Rapid Repair Technologies
يك كاربرد مهم مواد پيشرفته، تغيير ساختار بتني در محل مي‌باشد. اين امر مي‌تواند ابزار مهم بهبود كم كردن هزينه و خدمت زندگي زيربناي صنعتي باشد. يك تعداد از سازندگان محصولات مرمت سريع را ارائه مي‌دهند و برنامه‌هاي تحقيقي فعالي را در نظر دارند. موسسة مالي استاندارد و تكنولوژي، آزمايش تحقيقاتي ساختمان و آتش (BFRL) ، يك كانون ويژه از اين تحقيق است. اين كار توسط يك گروه از صنايع كه شامل مواد زير است حمايتي مي‌گردد:
• گروه Conproco
• شركت سازندگان ارشد
• شركت Sika
• سيستمهاي حفاظت ساختاري
• شركت WR Grace
CERF همچنين كارش ارزيابي مواد سريع تعمير شونده مي‌باشد. يك مثال اخير، كه انرژي ويژه و مزاياي محيطي دارد، Ceracrefe مي‌باشد. Ceracrefe اشاره دارد به يك تكنولوژي فرآيند شيميايي كه مورد استفاده براي ايجاد محصولات مرمت بتني در سه قسمت مي‌باشد، روكش جاده يا پياده‌رو، Laymend و Verrimend . تمام اين سه توليد شامل درصد بالايي از مواد بازيافت نظير، خاكستر زغال، خاكستر زائد خاك شهري، پس مانده شني، مواد لايروبي و گز تنورة دي‌سولفات است كه توسط ساير توليدات سبب ايجاد مزاياي زيربنايي و همچنين محيطي مي‌شود. توليدات Ceracrefe يك گروه از سيمانهاي فسفاتي هستند كه در استفادة آنها از يك درصد بالا از مواد پس‌مانده و توليدات زائدي كه قبلاً ذكر شد يگانه هستند.
بستگي به مورد استفاده از محصول كه مي‌تواند گستره‌اي از پايدار سازهاي ماسه‌اي را براي مرمت سريع باندهاي فرودگاه در بر داشته باشد، آنها مواد ر بازيابي مي‌كنند كه مي‌توانند در يك تراكم بالاي 80درصد وزني بكار رود. براي كاربردهاي مرمت سريع، مقداري كه پيشنهاد مي‌شود، هنوز قدرت بالاي حفظ آن حدود 40 درصد از مواد پس‌مانده است. در يك آزمايش كه در فرودگاه نيروي هوايي آمريكا انجام شد، توليدات Ceracrefe براي تعمير چاله‌هاي باند فرودگاه بكار گرفته شد و قادر شد پس از 45 دقيقه از بكارگيري آن، يك ترافيك كامل را ساپورت كند.
علاوه بر اين آن مي‌تواند در يك پهنة وسيع از حرارت بالا، وابسته به طول زمان تركيب قبل از اينكه محصول بكار رود، استفاده شود. بواسطة واكنش اگزوترميك كه در مدت اختلاط روي مي‌دهد هيچ نيازي به مادة افزودني براي همراهي با درجات حرارتي بالا نيست تنها يك زمان تركيب طولاني‌تر مورد نياز است. علاوه بر اين اينها مواد كوچك شده صفر هستند، از اينرو مرمتهايي كه در محيطهاي آب شدن يخ انجام مي‌گيرد و حتي در مدت ماههاي زمستان بسيار بادوام خواهد بود و نيازمند مراقبت كمتر نسبت به مواد سرهم‌بندي شده قديمي است كه نمي‌تواند سفتي و سختي آنها را يكسان و هماهنگ سازد. علاوه بر اين، نسل جديدي از محصولات يك زمان كاركردي مشخص دارند كه به آنها اجازه مي‌دهد براي تنها بيش از مرمتهاي سريع استفاده شوند. اپوكسي‌ها سابقاً براي مرمت سريع جاده‌ها و باندهاي فرودگاه استفاده مي‌شدند اما قيمت هر واحد معمولاً در مقايسه با محصولات سيماني بالا بود.
يك روش ويژه كه در آن امكان استفاده مخصوص در كاربردهاي زيربنايي صنعتي است توسط لوله‌هاي بتني انجام مي‌گيرد، و هر دوي آنها بعنوان يك ماده مرمتي و براي درست كردن مواد از پيش ريخته شده استفاده مي‌شود. توليدات Ceracrefe ساختار منفذ‌دار ظريفي نسبت به سيمان بتني نفوذ كند، نتيجه‌اش ضعيف شدن آن خصوصاً در نقاطي مي‌گردد كه از ميله‌هاي فولادي استفاده شده و نسبت به اكسيده شدن حساس هستند.
علاوه بر اين به آنها اجازه مي‌دهد تا از اين ميله‌ها بهتر از بتنهاي قديمي محافظت شود. Ceracrefe يك محصول خنثي PH مي‌باشد و نظير مزاياي قليايي نظير آنچه كه در بتن سيماني پرتلند هست نمي‌باشد اما زمانيكه بطور كامل بر روي ميله روكش شود از آن در برابر پوسيدگي حفاظت مي‌كند. علاوه بر اين، بدليل خنثي بودن PH، مانند آلومينيوم كه در سيمان پرتلند خورده مي‌شود نمي‌باشد. موادي نظير Ceracrefe ارائه دهندة مزاياي مختلفي با توجه به تأثير اقتصادي و محيطي هستند. اولين آنها استفاده از بازيافت است و مواد زايد مي‌تواند با يك روش پايدار در گورستان زباله‌ها بازيابي گردند.
علاوه بر آن فرايند ايجاد كردن معمولاً انتشار بسيار جزئي مي‌باشد نظير فرايندي كه يكي از مخلوطهاي پودرهاي fine - grain مي‌باشد و در برابر فرايند مرسوم ايجاد سيمان پرتلند مي‌باشد. شوراي جهاني كار براي توسعة پايدار (WBCSD) سيمانهايي را با محتوي كمتر خاك جوش نظير كامپوزيتهايي كه براي fingash و سيار محصولات بازاريابي پيشنهاد مي‌دهد، نظير يك روش براي كاهش انتشار Co2 .
هزينه‌هاي كل پروژه را مي‌توان از طريق بكارگيري مواد مرمت سريع خيلي پايين بيايد. زيرا حركت متناوب كم مي‌شود. قدرت، سختي، دوام و ضخامت در برابر حرارت بسيار بيشتر از سيمانهاي (بتنهاي) مرسوم و قديمي است. علاوه بر اين مهمترين فاكتور در حفظ و نگهداري، زمان است خواه زمان احداث بنا و حفظ كارگران براي انجام تعميرات و خواه طول مدت زماني كه يك ساختمان جاده و يا لوله بايد براي تعمير بيرون آورده شود. موادي نظير Cerarrefe پتانسيلهايي را براي استفاده در كاربردهاي امنيتي پيشنهاد مي‌دهد.
يك پتانسيل كه بطور متناوب در توسعه بكار مي‌رود استفاده از حفاظ براي ساختمانهاست. آن مي‌تواند براي شكل دادن يك كف‌پوش(كاشي) سبك وزن بكار رود و در محل خارجي ساختمانها بكار رود. اگر اسلحه و يا هر نوع مادة انفرادي ديگر به اين كاشي منفرد برخورد كند، آن بصورت ضربه‌گير عمل مي‌كند و شوك را جذب مي‌نمايد. اگر كاشي خرد شود بسادگي مي‌توان آنرا از بخش خارجي ساختمان برداشته و عوض نمود. مزيت چنين سيستمي نظير اين مورد اينست كه كاشي‌ها (كف‌پوشها) نظير المانهاي سادة معماري طراحي شده‌اند با اين حال آنها يك ارزش امنيتي دارند، جذب‌كننده شوك هستند و از ساختمان حفاظت مي‌كنند. يك سيستم مشابه هم اكنون براي برخي ماشينهاي نظامي از كاشيهاي سراميك استفاده مي‌شود.
Innovate Cement Manufacturing Processes
فرآيند توليد ابتكاري صنعتي سيمان
يكي ديگر از ابزارهاي پيشرفتة توليدي، طراحي مجدد و يا تقويت شيوه توليد صنعتي به منظور ايجاد يك محصول بهتر است. يك چين شيوه‌اي «سيمان اصلاح شده انرژيك» مي‌باشد (EMC). EMC يك شيوه ثبت شده‌اي است كه شامل «شبكه داخلي مخلوطي از سيمان پرتلند معمولي» (OPC) و موادي نظير fly ash تفالة سوزانده شده كوره يا متن كوارتز از طريق شبكه آسياب شده داراي غلظت چندگانه مي‌باشد. محصول حاصل شده بواسطه روش شبكه‌بندي مورد استفادة كارآيي سطح را افزايش مي‌دهد و نسبت بيشتري از Pozzolanاخيراً در تقويت مواد استفاده مي‌شود.
واژة Pozzolan به هر مادة fine rain اشاره دارد كه در آب واكنش نشان داده و با هيدروكسيد كلسيم و قليا براي شكل‌دهي تركيبات سيماني بكار رود. آن يك مادة افزودني معدني است كه ممكن است بعنوان يك مكمل براي سيمان استاندارد پرتلند بكار رفته و ملاطي اضافه در مخلوط بتن مي‌باشد. در آزمايش انجام گرفته در ايالات متحده و اروپا، بتنهاي ساخته شده از EMC در خانه‌هاي ساخته شده از OPC بكار رفته و در برخي موارد آنها عملكرد بهتري داشته‌اند. نتيجة استقامت ، سختي و بادوامي محصول در نهايت وابستگي زيادي به تركيب و درصد اجزائي دارد كه درسيمان بكار رفته است. WBCSD ارزيابي نموده كه علي‌رغم افزايش هزينه‌هاي سرمايه‌اي براي فرآيندهاي اضافي مورد نياز براي ايجاد EMC، آن احتمالاً نسبت به OPC براي توليد كمتر هزينه برمي‌دارد و آن امر خاطر درصد بالاي بازيافت، اصلاح و يا مواد زائد مورد استفاده در اين روند مي‌باشد.
... توليد سيمان پرتلند، در اثر استخراج مواد تشكيل دهنده آن، ميزان قابل توجهي از دي اكسيد كربن (Co2) توليد مي كند و در نتيجه عمليات استخراج معدن ميزان آلاينده هاي محيط زيست را نيز افزايش مي دهد. اضافه شدن خاكستر معلق، سرباره (تفاله)، يا ساير مواد، استخراج كنند، مصرف كمتر انرژي و توليد كمتر CO2 را به همراه دارد. (2001,Horst).
توليد سيمان پرتلند عملياتي است كه به انرژي فوق العاده زيادي نياز دارد، به طوري كه براي توليد 1 تن سيمان تقريباً 6 ميليون BTV انرژي الزم است. با وجود اين كه پيشرفتهايي در زمينه مراحل توليد صنعتي صورت گرفته كه ميزان انرژي مورد نياز براي توليد سيمان پرتلند را كاهش داده است، اما هنوز هم مرحله توليد آن هم به لحاظ انرژي و از نظر مالي پر هزينه مي باشد. با توجه به هزينه توليد سمان پوتلند، استفاده از مواد زايد، به ميزان زيادي مقدار انرژي و سرمايه، صرف شده براي توليد سيمان را كاهش خواهد داد. علاوه بر فوائد زيست محيطي، WBCSD همچنين پي برد كه از استفاده از هوادي همچون پي برد كه استفاده از موادي همچون خاكستر معلق مي تواد ماندگاري با استفاده از مراحل شيميايي، ماند تقويت واكنش آلكالي ـ سيلكا، و نيز نفوذپذيري گاز و مايعات، افزايش دهد. (پلاسيت وفلاور، 2002).
فلزها و آلياژهاي شبه فلز :
پيشرفتهاي تكنولوژي در زمينه فلزها و الياژهاي شبه فلز كه در سالهاي اخير صورت گرفته است و منجر به توليد نسل جديدي از فولاد و ساير آلياژهايي كه سبكتر و قوي تر هستند، قابليت جوشكاري را در آنها افزايش داده است و در مقابل پوسيدگي مقاوم تر شده اند. اين ويژگيها به نوبه خود، باعث توليد محصولاتي خواهده شد كه از دوام بيشتري براي امور ساختماني و پروژه هاي مختلف برخوردارند.
فولادهاي Fe-3Cr-w(v)Femitic :
دو گروه عمده فولادهاي ضد رنگ وجود دارد : austentitic , ferritic. فولادهاي austenitic مقاوم بيشتري در برابر پوسيدگي دارند و به عنوان بزرگترين گروه فولادهاي توليد شده محسوب مي شوند. آنها نسبت به فولادهاي ferritic از درصد بالاي نيكل و كروم برخوردارند. فولادهاي ferritic كه دومين گروه بزرگ فولاد مي باشند،براي كاربردهاي ضد زنگ به طور عمومي و دماهاي بالا مناسب تر هستند.
تحقيقات و پيشرفتهاي اخير در زمينه فولاد نشانگر موفقيت هاي بزرگي اشت كه در صنايع بزرگ گوناگوني قابل استفاده است.
به ويژه، صنعت شيميايي بهره بيشتري از نوآوريهاي ايجاد شده در فولادهاي
ferritic مي برد، با توضيحي كه در مورد حداكثر دماها براي اين فلزات ذكر، مي توان به درستي اين مسائل پي برد. ساخت اخير تجهيزات شيميايي با استفاده از فولادهايي كه از اهن، كروم و مولبيد نرم تشكيل شده است، كه نياز به گرما دارد و بدون محدود كردن سازگاري محصول، انجام نخواهد شد. آلياژهاي جديد تشكيل شده از آهن، كروم و تنگستن (Fe 3cr-w(v)) توسعه يافته اند و ممكن است نياز به گرم كردن بعد از جوشكاري نداشته باشند و از استحكام بيشتر، وزن كمتر و درصد تراكم بيشتري برخوردار باشند. (طرح تكنولوژي صنعتي DOE-EERE 2002). چنين فوايدي مي تواند روند توليد را ساده تر كرده، و با نياز كمتري كه به گرم كردن بعد از جوشكاري دارد، انرژي و هزينه كمتري مصرف كند و امكان تغييرات بيشتري را فراهم نمايد، و در نتيجه منجر به توليد محصولاتي شود كه نياز مصرف كننده را به نحو احسن برطرف مي كند.
آلياژهاي مقاوم در برابر پوسيدگي :
ذتركيبات سراميك ـ فلز، داراي فوايد زيادي براي تأسيسات صنعتي مي باشد، اين مواد تركيب خوبي از مواد بوده عامه لحاظ داشتن وزني ثابت و مقاومت در برابر دماهاي زياد و پوسيدگي، از مزاياي زيادي برخوردار مي باشد. از آنها مي توان در موارد گوناگوني استفاده كرد، مانند مواد مستقل، يا روكشي براي جلوگيري از پوسيدگي و از بين رفتن ساير مواد، كه از حساسيت بيشتري برخوردارند. يك تكنيك كه اخيراً براي استفاده در توليد اين آلياژها، كشف شده، تزريق فلز واكنش پذير (RMP) سراميك متراكم است. اين كار از فوايد متعددي نسبت به استفاده قديمي از تركيبات كروم، كه توليد و كاربرد آن پر هزينه تر بود، برخوردار است و اكنون نيز نتايج قابل اعتمادي را منجر مي شود. RMP از طريق استفاده از سراميك نسبتاً ارزاني روش كم هزينه تري براي توليد گونه تركيبات مي باشد و به حالتي كه تقريباً شبكه اي كه ميزان عمليات پودر كردن و ماشين كردن ضروري براي توليد محصول لازم است، نزديك تر مي شود. اين مراحل همچنين انرژي بسيار زيادي توليد مي كند و از هدر رفتن آن جلوگيري مي نمايد.
نتيجه جانبي كار با RMP، دريافتن مواد جديد و مارحل بهتري براي استفاده در صنعت توليد فلز مي باشد. پيشرفتها و يافته هاي موجود در تركيبات واكنش پذير و واكنش ناپذير، بهترين نوع مواد براي استفاده در توليد فلزات را براي دستيابي به محصولاتي با كيفيت بالا مشخص مي كند.
