بخشی از مقاله
بتن سبز ، موادو مصالح ساختمانی سازگار با محیط زیست وکارآمد
چکیده:
بتن متشکل از پسماندهای بتنی که سازگار با محیط زیست بوده را بتن سبز گویند. بتن سبز ، انقﻻبی در تاریخ صنعت بتن ایجاد کرد. این بتن، ماده سازگار و تاثیرگذاری بر محیط زیست است . این امر موجب شده تا از سطح تن بتن کم شود. این مقاله کل ابعاد مربوط به این زمینه را پوشش داده و نشان می دهد که چه گونه می توان مواد بتنی سبز را انتخاب کرد. این مقاله ، همچنین کاربرد ساده مواد محصوﻻتی مثل خاکستر بادی ، گرد و غبار سنگ معدن ، پودر های مرمر/ دانه های کوچک، پسماند پﻻستیکی، بتن بازیافت شده و سیمان را ارائه می دهد. استفاده از خاکستر بادی در بتن به کاهش انتشار گاز های گلخانه ای و تاثیرات منفی آن بر روی محیط زیست کمک می نماید. به عﻻوه بررسی ها نشان می دهد که 0.9 تن از CO2 در هر تن سیمان تولید می شود.همچنین سیمان 10 درصد از وزن کل وارد شده در بتن را تشکل میدهد. بنابراین، مصرف بتن سبز به احتمال زیاد باعث کاهش انتشار CO2 در جو می شود؛ مقاله فوق به منظور اجتناب از آلودگی و مصرف مجدد مواد صورت گرفته است. بتن سبز،ماده عالی است که جایگزین سیمان شده و بسیار مقرون به صرفه است؛ زیرا محصوﻻت پسماند را مصرف کرده و انرژی را ذخیره می کند.در نتیجه به طور مطلوب تولید می شود. تمام بتن های سبز نسبت به بتن نرمال از مقاومت و دوام پذیری باﻻتری برخوردارند.
کلمات کلیدی: بتن سازگار با محیط زیست، مواد مصالح ساختمانی سازگار با محیط زیست، بتن کارامد،بتن سبز
مقدمه :
بتن سبز ، مفهوم مصرف مواد سازگار با محیط زیست در بتن است که باعث ایجاد سیستم مقاوم و پایدارتری می شود. بتن سبز اغلب ارزان قیمت است. علت این امر به طور مثال به علت استفاده از محصوﻻت پسماند به شکل مواد جایگزینِ سیمان به کار رفته است و دفع پسماندشان هزینه چندانی در بر ندارد. مصرف انرژی آنها نیز در تولید ناچیز بوده و قابلیت دوام پذیری باﻻتری هم دارند.اما باید توجه کرد که بتن با هیچ رنگی قاطی نشود.
پسماند می تواند محصوﻻت جدیدی تولید کرده و یا می تواند به عنوان مخلوط با دیگر مواد به کار رود؛ به طوریکه منابع طبیعی محدود شده و به طور کارآمدتری به کار روند. این کار از محیط زیست در برابر پسماند ها محافظت میکند. مواد باقیمانده غیرآلی مثل گرد و غبار سنگ، بتن ساییده شده یا پسماند مرمر به عنوان مصالح دانه ای در بتن سبز به کار می روند. به عﻻوه، با جایگزینی سیمان با خاکستر بادی ، سیلیس کوچک در مقادیر بزرگ تر باعث افزایش کیفیت سیمان های سبز جدید شده و در نهایت بر سطح مصرف مواد خام و سوخت های جایگزین می افزاید. این امر باعث مصرف انرژی کم وبهبود سیمان می شود. مقاله انجام شده در راستای مصرف محصوﻻت مختلف صنعتی و همچنین پرکننده های ریز بتنی انجام گرفته است. مصرف پسماند های سیمان طبیعی نه تنها مقرون به صرفه می باشد بلکه باعث افزایش ویژگی های بتن می شود؛ مانند دوام پذیری.
این مقاله اقدامات مختلف صورت گرفته جهت توسعه بتن سازگار با محیط زیست را به طور خﻻصه مطرح کرده و نشان می دهد که این مواد برای مصالح ساختمان سبز مطلوب هستند. در نتیجه می توان از سیمان پرتلند استفاده کرد. مخصوصا جهت تولید محصوﻻت فرایند های صنعتی مثل خاکستر بادی ، خاکستر کوره و دوده سیلیس. به عﻻوه اقداماتی نیز جهت استفاده از مواد بازیافت شده مطلوب و جایگزین کننده های مصالح دانه ای بتن صورت گرفته است. که دارای اهمیت زیادی می باشند؛ به طور مثال مصالح دانه ای بتن قابل بازیافت.
معیار انتخاب محصول/مواد :
معیار کلی انتخاب محصول/مواد :
- بهروری منابع : بهروری منبعا اساساً شامل ویژگی های محتوای بازیافت شده ،طبیعی یا تجدید پذیر،منابع کار آمد فرایند تولید می باشد که در سطح داخلی قابل دسترس بوده و به طور مطلوبی ارائه می شود و همچنین از دوام باﻻیی برخوردار بوده و قابل بازیافت و مصرف هستند.
- کیفیت هوای داخلی: کیفیت هوای داخلی توسط موادی افزایش می یابد که از ویژگی های ذیل برخوردار است:
- حداقل انتشار شیمیایی یا غیر سمی ؛ مقاوم در برابر رطوبت و نگهداری آسان .
- کارایی و بازده انرژی: این امر اساساً به انرژی به کار رفته در بتن اشاره می نماید. این مواد همچنین نشان می دهند که کمترین مقدار انرژی در زمان ساخت و ساز بتن مورد نیاز است.
- تبدیل آب : موادی که به تبدیل آب نواحی زمین کمک می کنند در طول ساخت و ساز ساختمان باعث کاهش مصرف آب در مواد ساختمانی می شوند. به عﻻوه به ذخیره آب نیز کمک می کنند.
- ارزش: این ویژگی می تواند در طول ساخت و ساز ساختمان بر حسب طول عمر و هزینه مصالح تنظیم شود. آنها با مواد معمولی مقایسه
شده و به طور کلی درصد تعریف شده ای از بودجه کل را به خود اختصاص می دهند.
خاکستر بادی به عنوان مواد سیمانی :
خاکستر بادی، پودری است که تمایل به حرکت در هوا را دارد. در صورت عدم دفع آن باعث الودگی هوا و آب شده و مشکﻻت تنفسی ایجاد می نماید؛ مخصوصا به هنگام استنشاق هوا. و با نشستن بر روی برگها و زمین های حاصلخیز و... باعث کاهش قدرت عملکرد و سطح بازدهی آنها می شوند.
وقتی ذغال سنگ ساییده و سوخته می شود، مقداری گرما ایجاد می کند. ماده باقی مانده 80 درصد خاکستر بادی و 20 درصد خاکستر زیرین دارد. خاکستر بادی در ایستگاه های برق هند به رنگ خاکستری متوسط بوده و ظاهری پودری دارد،که نه تنها صرفه جویی قابل توجهی در مصرف سیمان و انرژی را در بر دارد بلکه مقرون به صرفه و اقتصادی تر هم می باشد . استفاده از خاکستر بادی مزیت هایی به همراه دارد.در این حالت می توان آن را به طور صد درصد جایگزین سیمان پرتلند کرد.اما سطوح جایگزین آنها باﻻی 80 درصد است که در این امر مستلزم فعال کننده یا واکنشگر شیمیایی است. تحقیقات انجام شده نشان داده است که سطح مطلوب جایگزینی 30 درصد است. به عﻻوه خاکستر بادی می تواند باعث افزایش ویژگی های خاصی از بتن شود؛ مثل دوام و پایداری. زیرا این امر ممکن است اب کمتری را جذب نماید. در نتیجه برای کاربرد های بتنی مناسب است.
مصرف خاکستر بادی در بتن در نسبت مطلوب و بهینه مزایایی به همراه داشته و باعث افزایش عملکرد بتن تازه و سخت می شود. خاکستر بادی به کار رفته باعث توسعه قابلیت کار کشسانی بتن ، مقاومت و طول عمر بتن می شود. در کل، خاکستر بادی با کاهش آب مخلوط و افزایش رفتار جریان چسبندگی مزایایی را برای بتن به وجود می آورد. با مراجعه به جدول 1 می توان به ویژگی های شیمیایی خاکستر بادی پی برد.
مصالح دانه درشت خاکستر بادی:
چندین مصالح باعث تولید بتن سبک وزن می شوند که از طریق خاکستر بادی تولید می شوند. عﻻوه بر استفاده از خاکستر کوره در سیمان بتن، از پلت های خاکستر بادی که توسط نفوذ حرارتی یا شیمیایی و یا از طریق سیمان یا اهک سخت میشوند استفاده کرد. چنین موادی دارای ویژگی های دوام پذیر تری هستند.
در اواسط سال PACIFIC POWER 1990 تحقیقی بر روی تولید مصالح ریزدانه ای خاکستر بادی انجام داد و به بررسی مصرف چنین مصالح ریزدانه ای در تولید بتن پرداخت. خاکستر بادی حمل شد و سپس در دمای کنترل شده آتش گرفت و باعث تولید مصالح دانه ای درشت و ترکیبی گشت.
مصالح دانه ای خاکستر بادی دارای سطح ثقل ویژه 1.20 تا 1.47 است؛ سطح چگالی حجمی آنها نیز بین 650 kg/m3 تا 790kg/m3 و جذب باﻻی 16–24.8%.است. این ویژگی ها نتایج مثبتی را برای خاکستر بادی به عنوان مصالح دانه ای نشان دادند.
پسماند های سنگی به شکل مصالح دانه ای :
گرد و غبار صخره های معدن می تواند به شکل مواد پسماند باقی مانده ای تعریف گردد که پس از استخراج و پردازش صخره ها به ذرات کمتر از 4.75 mm تبدیل می گردند. گرد و غبار در حال انفجار ،سنگ شکنی و غربال گری باعث تولید ذرات تیز و زاویه دار می شود. استفاده از گرد و غبار معدن گاهی اوقات باعث افزایش مقدار سیمان مورد نیاز برای حفظ کارایی می شود. بتن هایی که چنین گردو غباری دارند به طور مطلوب مقاومت اسید و سولفات را تحمل کرده و سطح نفوذ پذیری کمتری دارند. با مقایسه بتن های مذبور با بتن های قراردادی می توانیم به مطالب مهمی دست یابیم. اگرچه جذب آب بتن مذبور نسبت به بتن معمولی باﻻتر است.
مصرف شن و ماسه معدن به خاطر حجم خمیری با سیمان باﻻ محدود شده است.،تا قابلیت کارایی مطلوب بتن حفظ شود. مقدار محتوای چسبندگی اضافی به شدت به شکل ، بافت، درجه بندی و محتوای گرد و غبار شن وابسته است. افزایش نیاز آب در مخلوط های بتنی از طریق تاثیرات معکوس شکل و بافت شن و ماسه معدن صورت گرفته و می تواند توسط مخلوط کن کاهنده آب در سطح باﻻ کم شود. هر دو نمونه باعث افزایش هزینه ساخت و ساز می شوند. با مراجعه به جدول 2 می توان به ویژگی های فیزیکی گرد و غبار سنگ معدن پی برد.
بتن بازیافت شده و مصالح ساختمانی:
بتن دانه بندی بازیافت شده و مصالح ساختمانی درجه بندی مصالحی است که از بتن بازیافتی و تمیز بدست آمده وکاربرد های مختلفی در راه سازی دارند. این مواد ممکن است آجر ، شن، خرده سنگ یا سایر اشکال مواد سنگی که به شکل مواد ادغام شده اند را در بر گیرد. شکل ، درجه بندی و مقدار دانه ها ممکن است بر روی کارایی، درصد تراوش، اندودکاری و حساسیت ترک خوردگی وکشسانی بتن تاثیر گذارند. شن و ماسه ساخته شده می تواند برای جایگزینی نسبت اصلی شن طبیعی به کار رود که فاقد اتﻻف عملکرد در محصوﻻت مبتنی بر سیمان است.
پسماند سنگ مرمر به شکل مواد پر کننده:
سنگ مرمر به طور متداول از زمان یونان باستان تا به امروز به عنوان ماده ساختمانی به کار می رود. دفع مواد پسماند صنعت سنگ مرمر متشکل از پودر های بسیار دانه درشتی است که یکی از مشکﻻت و مسائل زیست محیطی سراسر جهان به شمار می رود. اگرچه این مواد پسماند می توانند به طور موفقیت آمیز و در سطح اقتصادی برای توسعه برخی ویژگی های بتن و مﻻت به کار روند.
