بخشی از مقاله
خلاصه
رشد روز افزون صنایع و افزایش بیرویه گازهای گلخانهای و پسماندهای صنعتیبعضاً تاثیرات جبران ناپذیری بر محیط زیست گذاشتهاند، لذا در طرح و اجرای روسازیها باید اثرات زیستمحیطی آنها در نظر گرفته شود و اقداماتی جهت حذف و یا کاهش این مضررات صورت پذیرد، یکی از موارد تخریب محیطزیست توسط روسازیها مربوط به تامین مصالح آن است و تولید و انتشار گازهای گلخانهای که حین ساخت این مصالح به وجود میآید. در این تحقیق سعی شده است که روشهای مختلف تامین مصالح روسازی که سازگار با محیطزیست هستند و در مواردی باعث بهبود اکوسیستم اطراف خود میشوند، بحث شود.
.1 مقدمه
اغلب تعاریف پایداری با این تعریف که توسط کمیسیون جهانی محیطزیست و توسعه اشاره دارد و در سال 1987 منتشر شده است، شروع میشود: "یک توسعه پایدار توسعهای است که نیازهای حاضر را برطرف میکند بدون این که روی توانایی نسل آینده برای برطرف کردن نیازهایش تاثیر نامطلوب بگذارد".[1] به علاوه، پایداری اغلب به عنوان کیفیتی توصیف میشود که تعادل بین سه مولفه بنیادین مهم را منعکس میکند. موضوعات اقتصاد، محیطزیست و تاثیرات اجتماعیمجموعاً، به عنوان مولفههای سهگانه پایداری عنوان میشوند. پایداری از لحاظ روسازی به ویژگیهای سیستمی اشاره دارد که تواناییهای روسازی برای اهداف زیر را دربرگیرد:
· دست یافتن به اهداف مهندسی که برای آن ساخته شده است.
· استفاده از منابع مالی، انسانی، محیط زیستی، به صورت بهینه و مقرون به صرفه.
· نیازهای اولیه انسان مانند سلامت، امنیت، برابری، اشتغال و راحتی را برطرف کند.
پایداری روسازی مسائل زیادی را در بر میگیرد و در بین بخشهای دیگر، میتواند شامل مواردی چون انتشار گازهای گلخانهای، مصرف انرژی، تاثیرات بومی، کیفیت آب، تغییرات در چرخه آب، کیفیت هوا، توسعه اقتصادی و مصرف منابع تجدیدناپذیر میشود. برای محدودیتهای مربوط به یک پروژه خاص و همچنین اهداف کارفرما، این موارد باید در نظر گرفته شوند. استفاده از مقادیر بالای افزودنیهای پلیمری و لاستیک بازیافتی باعث بهبود خواص مواد چسباننده میشود که برای روسازیهای نوین و نیازهای تعمیر و نگهداری مناسبتر هستند. برای ساخت مخلوطهای با ویژگیهای خاص جهت تامین نیازهای سازهای و همچنین افزایش ایمنی و کاهش سروصدا، پیشرفتهای گستردهای برای بهبود پایداری از نظر مصرف مصالح سنگدانهای به وجود آمده است که شامل کاهش استفاده از چسبانندهها و میزان سنگدانههای تازه در آسفالتهای گرم 1 - HMA - و آسفالتهای ولرم 2 - WMA - ، کاهش انرژی مصرفی و گردوغبار ایجادشده در تولید مخلوط، استفاده از چسبانندههای جایگزین، افزایش عمر مخلوط آسفالتی، کاهش تاثیرات حملونقل مصالح، افزایش عمر سیلکتها 3، کاهش میزان نیاز به مصالح خام و افزایش انعطافپذیری رویه میشود.
.2 مصالح با خواص سیمانی
کاملاً واضح است که ساختن سیمان پرتلند - بر اساس استاندارد - AASHTO M85 یک فرایند با مصرف انرژی بسیار بالاست که شامل گرم کردن مقدار زیادی سنگدانههای ریز و مواد معدنی با درجه حرارت بسیار بالا - حدود - 1400 درجه سانتیگراد میباشد که کلوخههایی به نام کلینکر4 تولید میکند و سپس با سنگ گچ به پودری ریزدانه تبدیل میشوند - شکل . - 1 به علاوه، تولید کربن دی اکسید بالاست چون این فرآیند شامل تجزیه کلسیم کربنات به کلسیم اکسید و کربن دی اکسید است.
شکل -1 کوره سیمان
حدوداً نیمی از کربن دی اکسید تولیدی ناشی از این فرآیند است و این مقدار با بهینهسازی بیشتر تولید سیمان، در حال افزایش نیز میباشد.[2] میزان انرژی مورد نیاز و کربن دی اکسید تولیدی بستگی به عمر و میزان کارایی دستگاههای آن کارخانه دارد. اکثر دستگاههای قدیمی روش مرطوب را که شامل خشک کردن مواد از حالت دوغاب میباشد، استفاده میکنند. اغلب این دستگاهها در آمریکا به دلیل فشارهای اقتصادی استفاده نمیشوند - به خاطر وسایل جدیدتر و بهینهتر روش خشک که وارد خط تولید شده اند - سیستم - FHWA INVEST - به سیمان هایی که از دستگاهای با مصرف انرژی بهینه فراهم می شوند مجوز می دهد.حدوداً 0,8 تا 1 تن کربن دی اکسید به ازای هر تن سیمان تولید می شود.[3] طبق میانگین ملی آمریکا که اخیرا منتشر شده است معادل هر یک تن سیمان 0,927 تن کربن دی اکسید تولید می شود.[4] در سال 2008 میزان کل گاز گلخانه ای تولید شده در آمریکا 7 میلیارد متریک تن کربن دی اکسید تخمین زده شد که معادل 40 میلیون تن - حدود 0,6 درصد - از آن طی ساخت سیمان تولید شده است .[5] در مقایسه با 5 تا 7 درصد که توسط بقیه کشورها تولید شده است.[6] تصویر زیر که مربوط به آمریکاست این حقیقت را نشان می دهد که سیمانی که در آمریکا تولید میشود در حال بهینه تر شدن می باشد و این روش آمریکا میزان کربن دی اکسید بسیار قابل توجهی نسبت به سایر کشورها در طی فرایند ساخت سیمان تولید می کند در حدود 2,8 میلیارد تن سیمان هر ساله در کل دنیا تخمین زده میشود.[7] که برابر با حدود 800 پوند سیمان به ازای هر نفر در یک سال است در حالیکه تاثیر تولید سیمان در میزان کربن دی اکسید نسبتا بالاست باید این نکته را در نظر گرفت که مقداری نسبتا کمی سیمان در یک مخلوط بتن حدود 12 تا 15 درصد جرمی در یک مخلوط روسازی استفاده می شود .
مواد دیگری که در مخلوط استفاده میشوند مثل سنگدانهها ، آب، SCM ها و افزودنی ها که معمولا انرژی یا میزان کربن دی اکسید مربوطه کمتری تولید می کنند که در کل ، بتن را به یک ماده نسبتا معقول از لحاظ کاربرد تبدیل می کند برای مثال 800 پوند سیمان به ازای هر نفر در سال که در قبل بحث شد و حدود 5600 پوند بتن می سازد که باعث شده است بتن به رایجترین ماده ساخت و ساز که تنها آب به میزان بیشتری از آن استفاده می شود تبدیل گردد. در حالی که تأثیر تولید سیمان بر روی تولید گاز گلخانه ای زیاد است، باید در نظر گرفت که این کربن دی اکسید تولید شده را می توان با یکی از چهار تمهیدات زیر کاهش داد:
· کاهش میزان انرژی و گازهای گلخانه ای مربوط به تولید کلینکر1 سیمان پرتلند
· کاهش میزان کلینکر سیمان پرتلند در سیمان
· کاهش میزان سیمان در مخلوط بتن
· استفاده بهینه تر از بتن در روسازی در طی چرخه عمر آن
1 . 2 ساخت بهینه تر کلینکر
فرایند ساخت سیمان با استفاده از کوره ها 2و دستگاه های آسایش 3و حمل و نقل بهینه تر و فرایند کنترل اصلاح شده به طور پیوسته بهبود یافته است. استفاده از سوخت های متغیر مثل لاستیک ها و سوخت های طبیعی به کاهش مصرف منابع تجدید ناپذیر هنگامی که آنها را می خواهیم از جریان هدر رفت خارج کنیم کمک می کند [9]
.سوزاندن زبالههای ارگانیک خطرناک مثل حلال ها و مواد نفتی در کوره ساخت سیمان بسیار مفید است نه تنها به خاطر
