فهرست مطالب
پژوهشگران موفق به ساخت بتن شن بیابانی با افزودنیهای گیاهی شدهاند که کاربرد غیرسازهای دارد و میتواند نیاز به شن رودخانهای را کاهش دهد.
به گزارش سرویس علمی تکناک، پژوهشگران دانشگاه علوم و فناوری نروژ (NTNU) و دانشگاه توکیو نمونهای آزمایشی از مصالح ساختمانی ساختهاند که برای نخستین بار امکان بهرهگیری از شن بیابان را در تولید بتن فراهم میکند. این ماده جدید که «بتن شن بیابانی با افزودنیهای گیاهی» نامیده شده است، با ترکیب شن ریز بیابانی، افزودنیهای گیاهی و ذرات کوچک چوب، تحت گرما و فشار، مادهای پایدار و مقاوم ایجاد میکند.
بتن پس از آب، پرکاربردترین مصالح ساختمانی جهان است و سالانه بیش از چهار میلیارد تن سیمان تولید میشود؛ فرایندی که تقریبا هشت درصد از انتشار جهانی دیاکسید کربن را به خود اختصاص میدهد. همزمان، صنعت ساختوساز به شدت به شن رودخانهای و سنگهای خردشده وابسته است، منابعی که به طور فزایندهای کمیاب و استخراج آنها مضر برای محیط زیست است.
با وجود فراوانی، شن بیابان در ساختوساز قابل استفاده نیست؛ دانههای بسیار نرم و صیقلی آن در بتن سنتی نمیچسبند و سازهها را ضعیف میکنند. این محدودیت، سازندگان را به استفاده از شن رودخانهای و معادن واداشته و فرسایش زمین و از بین رفتن زیستگاهها را تسریع کرده است. تیم تحقیقاتی بررسی کرد که آیا میتوان با روشی جایگزین و بدون اتکا به سیمان سنتی، شن بیابان را به مصالح ساختوساز تبدیل کرد. نتایج آزمایشها نشان داد که ترکیب شن بیابان با مواد آلی و پردازش تحت شرایط کنترلشده، میتواند باعث تولید ساختارهای مقاوم و پایدار شود.
حتما بخوانید: ربات غولپیکر بتن را زیر آب چاپ میکند + ویدیو
01
از 02چگونگی ساخت بتن شن بیابانی مقاوم و پایدار
رن وی، پژوهشگر پسادکتری در NTNU گفت: «برای سالها امکان استفاده از شن بیابان در تولید بتن مورد بحث بوده است. چالش اصلی این است که دانههای شن بیابان بسیار ریز و صیقلی هستند و نمیتوانند به عنوان ماده اتصالدهنده موثر در بتن عمل کنند.» او توضیح داد: «به همین دلیل، بتن ساخته شده با شن بیابان به اندازه کافی سخت نمیشود تا در پروژههای ساختمانی کاربردی باشد.» پژوهشگران برای غلبه بر این محدودیت، شن بیابان را همراه با افزودنیهای گیاهی و پودر چوب تحت گرما و فشار فشرده کردند.
بیشتر بخوانید: بتنهای بازیافتی چندسال عمر میکنند؟
تیم تحقیق توانست با تنظیم دقیق دما، فشار، نسبتهای اختلاط و مدت زمان فشردهسازی، مادهای متراکم و مقاوم تولید کند، بدون آنکه به فرایندهای سنتی مبتنی بر سیمان سنگین وابسته باشد. تمامی آزمایشها در آزمایشگاههای دانشگاه توکیو انجام شد و پژوهشگران عملکرد شن بیابان را با دیگر مصالح ریز مقایسه کردند و تاثیر متغیرهای مختلف بر مقاومت و تراکم ماده نهایی را مورد بررسی قرار دادند. رن وی بیان کرد: «ما بررسی کردیم که چگونه عوامل مختلفی از جمله دما، نسبت اختلاط، فشار، زمان فشردهسازی و نوع شن بر مقاومت و تراکم مصالح تاثیر میگذارند.»
برای مطالعه بیشتر: بتن سبز ساختهشده از صدف آینده ساختوساز را متحول می کند
02
از 02مزایای محیط زیستی و محدودیتهای کاربردی
تیم تحقیقاتی دریافت که بتن شن بیابانی با افزودنیهای گیاهی، مقاومت کافی برای کاربردهای غیرسازهای مانند سنگفرشها و مسیرهای پیادهرو دارد. هرچند، آنها هشدار میدهند که این نوع بتن هنوز برای پروژههای ساختوساز بزرگ یا استفاده در محیطهای بیرونی با شرایط سخت مناسب نیست. برای ارزیابی دوام در شرایط آب و هوای سرد و عملکرد بلندمدت، آزمایشهای بیشتری لازم است. همچنین پژوهشگران تاکید کردند که استفاده از شن بیابان باید به صورت محلی انجام شود تا از انتشار کربن ناشی از حمل مصالح سنگین در مسافتهای طولانی جلوگیری شود. در صورت توسعه بیشتر، بتن شن بیابانی میتواند نیاز به استخراج شن رودخانهای و خرد کردن کوهها را برای مصالح ساختمانی کاهش دهد و همزمان راهی برای بهرهبرداری از شنهای بیابانی فراهم کند که تاکنون غیرقابل استفاده بودهاند.
این تحقیق در مجله Journal of Building Engineering منتشر شده است.
