بتن سبز

امروزه مدیریت منابع بلا استفاده در سطح جهانی به یک چالش جدی تبدیل شده است. این پدیده در جوامع توسعه یافته و در حال توسعه به دلیل رشد فزاینده ی جمعیت، افزایش شهرنشینی و مصرفگرایی افراطی به شدت محسوس است. سازمان ها و نهادهای فعال در زمینه ی محیط زیست به منظور کاهش آلاینده های زیست محیطی از جمله تولید گازهای گلخانه ای و انتشار گاز دی اکسید کربن، قوانین و مقرراتی را وضع کردند که در آن محدودیت هایی را در قبال تولید بتن اعمال نموده اند. همچنین وجود تقاضای فراوان جهت ساخت زیربناها و سازه های مختلف در سراسر جهان، و از طرفی کمبود منابع طبیعی موجب شده است که محققین و صنعتگران فعال در زمینه ی تکنولوژی بتن برای دستیابی به بتنی سازگارتر با محیط زیست اقدام نمایند. آنها این نوع از بتن را که بر مبنای نیاز محیط زیست طراحی شده است را اصطلاحاً بتن سبز یا بتن دوست دار طبیعت نام نهاده اند. مواد و مصالح بلا استفاده نقش مهمی را در ساخت و تولید بتن های سبز ایفا می کنند.

این مصالح می توانند به صورت مواد جایگزین سیمان و یا جایگزین سنگدانه در بتن به کار روند و معمولاً از پسماندهای کشاورزی، صنعتی و شهری ناشی می شوند. از زمان تولید بتن سبز دهه ها و یا شاید قرن ها می گذرد اما این رویه از ساخت بتن به طور رسمی در کشور دانمارک و در سال 1999 میلادی آغاز شد. دانشمندان و محققان مختلفی در همین راستا پژوهش هایی را آغاز کردند که منجر به دستاوردهایی جالب گردید. دو محقق چینی به نام جین و چن بتن سبز را اینگونه تعریف کردند

"بتن سبز بتنی است که از مصالح دور ریختنی و یا بازیافتی تولید شده و هدف از ساخت آن کاهش مصرف انرژی، بهبود شرایط زیست محیطی و کاهش مصرف منابع طبیعی است."

به بیانی دیگر می توان گفت مفهوم بتن سبز به معنای رعایت الزامات زیست محیطی در تمامی فرآیند تولید بتن از جمله به کارگیری مواد و مصالح بازیافتی، طراحی مخلوط بتن، طراحی سازه، تعمیر و نگهداری سازه خواهد بود. بتن سبز علاوه بر کمک به محیط زیست، به لحاظ فنی نیز در مقایسه با بتن معمولی از مزیت های فراوانی برخوردار است. به عنوان مثال، معمولاً مقاومت فشاری بتن سبز نسبت به نمونه ی بتن معمولی مقاومت بالاتری داشته و از دوام بهتری نیز برخوردار است. اما سوال اساسی آن است که چطور می توان بتن سبز را تولید کرد و هزینه ی آن نسبت به بتن معمولی چه مقدار متفاوت است؟

برای مطالعه بیشتر : افزودنی های لازم برای بتن ریزی در شرایط آب و هوایی گرم

مصالح بازیافتی مورد استفاده در بتن سبز

همانطور که ذکر شد برای ساخت بتن سبز معمولا از مصالح بازیافتی و بلا استفاده شامل سه دسته ی زباله های کشاورزی، شهری و صنعتی استفاده می کنند. غالباً این مصالح باید به نوعی فعال شوند تا خاصیت پوزولانی در بتن ایجاد نمایند. از این رو، دانشمندان با فعال سازی به روش های فیزیکی، شیمیایی و یا ترکیب آن دو، مصالح را برای برقراری واکنش شیمیایی مهیا می کنند.

هر آنچه باید بدانید : محصولات فوق روان کننده بتن

خاکستر پوسته برنج در بتن سبز

مطالعات زیادی توسط پژوهشگران مختلف پیرامون کاربرد خاکستر پوسته برنج به عنوان ماده¬ی جایگزین سیمان و یا ماسه در مخلوط بتن سبز انجام شده است. استفاده از خاکستر پوسته برنج در بتن مزایای فراوانی دارد. برخی از این مزایا شامل بهبود ریزساختار بتن، اصلاح توزیع حفرات، افزایش مقاومت فشاری اولیه و کاهش غلظت ناحیه ی انتقال میان خمیر سیمان و سنگدانه می شود. برای بهره گیری از بیشترین ظرفیت پوزولانی خاکستر پوسته ی برنج تحقیقات زیادی انجام شده است. اما به دلیل مصالح مختلف مورد استفاده در هر طرح اختلاط و فرآیندهای متفاوت ساخت، نتیجه ی مشخصی برای بهینه ترین درصد استفاده از خاکستر پوسته ی برنج حاصل نشده است.

علی رغم مطالعات فراوانی که در رابطه با کاربرد خاکستر پوسته ی برنج به عنوان ماده ی جایگزین سیمان انجام شده است، اما تا به حال رابطه ی بین اندازه ی ذرات و ظرفیت پوزولانی خاکستر پوسته برنج به طور کامل مورد ارزیابی قرار نگرفته است. با این وجود، برخی محققین گزارش کرده اند که رابطه ی مستقیمی بین سطح ویژه ی ذرات خاکستر و ظرفیت پوزولانی وجود دارد. رابطه ی ظرفیت پوزولانی خاکستر با متوسط اندازه ذرات (d50) به صورت معکوس است. از طرفی، نتایج آزمایشات محققین حاکی از آن است که شدت واکنش پوزولانی خاکستر پوسته ی برنج به سطح متخلخل ذرات، زاویه دار بودن آنها و همچنین لایه لایه بودن این ماده بستگی دارد. مطالعات نشان می دهد که خواص پوزولانی خاکستر پوسته برنج بیشتر تحت تأثیر اندازه ی ذرات، سطح ویژه، میزان جایگزینی با سیمان و نسبت آب به سیمان بستگی دارد. همچنین مشخص شده است که سطح ویژه ی ذرات خاکستر نقش مهمتری نسبت به متوسط اندازه ذرات (d50) در ایجاد خواص پوزولانی ایفا می نماید. به عنوان مثال، کار تحقیقی انجام شده توسط جیوی و همکارانش نشان می دهد که مقاومت فشاری کسب شده توسط بتن ساخه شده با خاکستر پوسته ی برنجی که سطح ویژه ی 47/36 (متر مربع بر گرم) و اندازه ی ذرات 5 میکرون داشته است، بالاتر از بتن ساخت شده با خاکستر دارای سطح ویژه ی 24 (متر مربع بر گرم) و اندازه ی ذرات 95 میکرون است.

هر آنچه باید بدانید : اثرات میکروسیلیس بر روی خواص بتن