فهرست مطالب
پژوهشگران با استفاده از ضایعات استخراج لیتیم، بتن سبز و مقاومی تولید کردهاند که آلایندگی را کاهش میدهد و ضایعات صنعتی را مدیریت میکند.
به گزارش سرویس علمی تکناک، محققان استرالیایی با این کار، راهکاری نوآورانه برای کاهش آلایندگی، کاهش ضایعات صنعتی و تحول در تامین مصالح صنعت ساختمان معرفی کردهاند. این پژوهش به سرپرستی علیاکبر غلامپور، دانشیار مهندسی عمران و سازه در دانشگاه فلایندرز، نشان داد که دلیتیاتهشده β-اسپودومن (DβS)، محصول جانبی فرآوری لیتیم، میتواند به عنوان افزودنی در بتن ژئوپلیمری مورد استفاده قرار گیرد.
غلامپور بیان کرد: «این جریان ضایعات که پیشتر نادیده گرفته میشد، پتانسیل بالایی به عنوان یک جز سازنده پایدار در ساختمانها دارد و نباید در محلهای دفن زباله دور ریخته شود.» وی تصریح کرد: «با بررسی رفتار ریزساختاری ژئوپلیمرهای مبتنی بر DβS تحت نسبتهای مختلف فعالکننده قلیایی، بینشهای مهمی درباره قابلیت استفاده آن به عنوان یک ماده پایدار در بتن بهدست آوردهایم.»
کاربردهای جدید برای ضایعات معدنی
بتن ژئوپلیمری بهطور گسترده به عنوان جایگزینی سبزتر برای بتن پرتلند معمولی (OPC)، رایجترین نوع بتن در جهان مطرح است. هر ساله ۲۵ میلیارد تن OPC مصرف میشود، که حدود ۳۰ درصد از منابع طبیعی غیرقابل تجدید را به خود اختصاص میدهد، که مسئول حدود هشت درصد از انتشار گازهای گلخانهای جهانی است. عملکرد بتن ژئوپلیمری به شدت وابسته به در دسترس بودن افزودنیهای مناسب است. غلامپور و تیم او برای رفع این چالش بررسی کردند که چگونه نسبتهای مختلف فعالکننده قلیایی بر ریزساختار و عملکرد ژئوپلیمرهای مبتنی بر DβS تاثیر میگذارد.
بیشتر بخوانید: بتن چاپ سهبعدی جدید تنها در سه روز به استحکام سازهای می رسد
حتما بخوانید: افزایش دهبرابری توان ذخیرهسازی بتن رسانا ؛ گامی به سوی ساختمانهای انرژیزا
نتایج پژوهش نشان داد که افزودن DβS مقاومت فشاری بتن ژئوپلیمری را بهبود میبخشد و دوام بلندمدت آن را افزایش میدهد و آن را به جایگزینی مناسب برای خاکستر بادی، محصول جانبی صنعتی پرکاربرد در تولید ژئوپلیمر تبدیل میکند. همچنین این تحقیق محدوده بهینه نسبت فعالکننده قلیایی برای ترکیب DβS در مخلوطهای ژئوپلیمری را تعیین کرد. با توجه به رشد پیشبینیشده در فراوری لیتیم بهدلیل افزایش تقاضای باتریها، استفاده مجدد از DβS میتواند هم به کاهش ضایعات کمک کند و هم تامین مصالح ساختمانی پایدارتر را ممکن سازد.
غلامپور توضیح داد: «این رویکرد نهتنها خواص مکانیکی و دوام بتن ژئوپلیمری را ارتقا میدهد، بلکه با دور کردن DβS از محلهای دفن، یک نگرانی زیستمحیطی رو به رشد را نیز حل میکند.»
مزایای بتن سبز
محققان تاکید کردند که علاوه بر مزایای مکانیکی، این رویکرد به توسعه اقتصاد در صنایع معدن و ساختوساز نیز کمک میکند. غلامپور توضیح داد: «به جای اینکه DβS در محلهای دفن انباشته شود و خطر آلودگی خاک و آب زیرزمینی را افزایش دهد، میتوان آن را به تولید بتن هدایت کرد و استفادهای با ارزش بالا و کمانتشار از این ماده ایجاد کرد.» وی تصریح کرد: «با توجه به افزایش حجم DβS ناشی از فرآوری لیتیم، امکان استفاده مجدد از آن در ساختوساز یک راهکار پایدار ارائه میدهد که ضایعات صنعتی را کاهش میدهد، از آلودگی خاک و آب جلوگیری میکند و اقتصاد را در بخش معدن و ساختمانسازی تقویت میکند.»
تیم غلامپور با استفاده از ضایعات صنعتی محلی مانند DβS و بهرهگیری از ابزارهایی مانند یادگیری ماشینی و چاپ سهبعدی، هدف دارد مصالح و روشهای ساختمانی هوشمندتر، سبزتر و مقاومتر تولید کند. غلامپور در بیانیهای مطبوعاتی نتیجه گرفت: «این یافتهها نه تنها به کاهش تأثیرات محیطی و مصرف منابع کمک میکنند، بلکه عملکرد، پیشبینیپذیری و تطبیقپذیری سیستمهای بتن نسل بعدی را نیز ارتقا میدهند.»
این تحقیقات در مجلات Materials and Structures و Journal of Materials in Civil Engineering منتشر شده است.
