فهرست مطالب
پژوهشگران با استفاده از پوششهای ضدآب و روشهای محافظتی، نشان دادهاند که بتن بازیافتی میتواند ایمن و مقاوم برای دههها دوباره در ساختمانها استفاده شود و این رویکرد علاوه بر کاهش ضایعات، به توسعه اقتصاد چرخشی و استانداردسازی مصالح کمک میکند.
به گزارش سرویس علمی تکناک، در چرخه سنتی ساختوساز، دالهای بتنی پس از پایان عمر مفید ساختمان، بهعنوان ضایعات تلقی شده و به جای بازسازی، به سنگریزه برای جادهها تبدیل میشوند. اما تحقیقات جدید نشان میدهد که این بتن بازیافتی میتواند با ایمنی کامل تا یک قرن در ساختمانهای جدید مورد استفاده قرار بگیرد.
پژوهشگران موسسه فناوری سلطنتی KTH در استکهلم و دانشگاه تامپر فنلاند چارچوبی علمی ارائه کردهاند که نشان میدهد بتن استفادهشده یک منبع ارزشمند و قابل اتکا برای ساختوساز مجدد است. بر اساس دادهها، با ارزیابی دقیق، اجزای سازهای بازیافتی میتوانند ساختمانهای جدید را بهطور ایمن برای ۵۰ تا ۱۰۰ سال دیگر تحمل کنند.
کارتان گودموندسون، رئیس بخش ساختمانهای پایدار در دانشکده معماری و محیطزیست ساختهشده KTH، میگوید: «بازیافت بتن یکی از موثرترین راهها برای کاهش انتشار کربن و آلایندههاست.» وی در ادامه افزود: «چارچوب ما ابزارهایی در اختیار طراحان و مهندسان قرار میدهد تا تصمیمات آگاهانه بگیرند، ضایعات و آلودگی را کاهش دهند و طول عمر مواد را افزایش دهند؛ این همان هسته اصلی اقتصاد چرخشی است.»
حتما بخوانید: بتن سبز ساختهشده از صدف آینده ساختوساز را متحول می کند
خطرات بتن بازیافتی
صنعت ساختوساز سالها با کمبود دادههای معتبر مواجه بوده است. استفاده مجدد از تیرهایی که دههها کارکرداند، همواره یک ریسک محسوب میشد، چرا که چارچوبهای روشنی برای اطمینان از ایمنی آنها وجود نداشت. برای غلبه بر این محدودیت، تیم تحقیقاتی ساختمانهای تخریبشده در سوئد و فنلاند را مورد بررسی قرار داد و هزاران شبیهسازی کامپیوتری برای پیشبینی رفتار بتنهای «میانسال» انجام داد. در این شبیهسازیها دو تهدید اصلی برای بتن مدلسازی شد: اول: کربناسیون، فرآیندی طبیعی که در آن دیاکسید کربن قلیایی بودن بتن را کاهش میدهد؛ دوم: خوردگی، زمانی که پوشش محافظ اطراف میلگردها تخریب شده و منجر به زنگزدگی و ترک میشود.
بیشتر بخوانید: بتن سبز با بازیافت ضایعات لیتیوم، آینده ساختمانسازی را تغییر می دهد
پس از بررسی دادههای دههها کربناسیون و خوردگی در شرایط سخت اقلیمی اروپای شمالی، پژوهشگران مدلهای پیشبینی مبتنی بر عملکرد توسعه دادند که فراتر از قوانین کلی ایمنی هستند. این شبیهسازیها با لحاظ کردن متغیرهای واقعی از جمله محل استفاده بتن (داخل یا خارج ساختمان) و تعمیرات انجامشده، پیشبینی بسیار دقیقی از طول عمر آینده دالها ارائه میدهند.
نتایج نشان داد که کربناسیون مهمترین نگرانی مهندسان است، زیرا میلگردهای داخلی را تهدید میکند و این خطر هنگام انتقال دال از محیط خشک داخلی به محیط مرطوب و بارانی به شدت افزایش مییابد. آرلین درویشاج، نویسنده اصلی مطالعه و دانشجوی دکترا در KTH، میگوید: «این موضوع اهمیت ویژهای دارد، بهویژه زمانی که شرایط قرارگیری بتن بازیافتی تغییر کند.»
مشکل خوردگی
پژوهشگران راهحل سادهای برای مشکل خوردگی پیدا کردند: استفاده از پوششهای مبتنی بر سیلیکون یا ضدآب میتواند نرخ خوردگی بتن را تا ۷۰ درصد کاهش دهد. این اقدام واحد قادر است عمر اجزای ساختمانی را برای دههها افزایش دهد و تضمین کند که همانند روز نخست ساختار، استحکام خود را حفظ کنند. پژوهشگران تاکید میکنند: «حتی پس از دههها استفاده، عناصر بتنی با ارزیابی وضعیت و اعمال اقدامات حفاظتی مناسب، میتوانند با اطمینان بازسازی و دوباره مورد استفاده قرار گیرند.» علاوه بر مزایای محیطزیستی، این رویکرد میتواند به توسعه اقتصاد چرخشی کمک کند.
برای مطالعه بیشتر: بتن چاپ سهبعدی جدید تنها در سه روز به استحکام سازهای می رسد
استفاده مجدد از یک دال پیشساخته به مراتب سبزتر از چرخه سنتی خرد کردن و تولید سیمان جدید است که انرژیبر و کربنزا است. پژوهشگران اصلی در حال همکاری با موسسه استاندارد سوئد هستند تا این یافتهها به قوانین رسمی ساختوساز تبدیل شوند. این رویکرد مهندسان را قادر میسازد از حدس و گمان فاصله بگیرند و اطمینان حاصل کنند که بتن بازیافتی مطابق استانداردهای ایمنی مدرن هستند. این مطالعه تحولآفرین است زیرا دیگر بتن را به محض فرسوده شدن کنار نمیگذارد. در حالی که مقررات قدیمی استفاده از بتن فرسوده را بیفایده میدانست، این تحقیق نشان میدهد که تعمیر و نگهداری صحیح میتواند دوام و استحکام بتن را دههها حفظ کند.
نتایج این پژوهش در نشریه Materials and Structures منتشر شده است.
