به گزارش سرویس ترجمه خبرگزاری ایمنا، محققان نوع جدیدی از بتن سبز را توسعه داده‌اند که دو برابر بیشتر از بتن‌های کم‌کربن موجود، خاکستر زغال‌سنگ بازیافتی را در خود جای داده است، میزان سیمان مورد نیاز را به نصف کاهش می‌دهد و حتی بیشتر از بتن سیمانی پرتلند معمولی دوام می‌آورد. سیمان پرتلند نوعی سیمان هیدرولیک تشکیل‌شده از ترکیبی از مواد خام هم‌چون سیلیس، آهک، آلومینیوم و آهک سنگی است.
تولید بتن سبز بسیار کم‌کربن
خاکستر زغال‌سنگ در اطراف نیروگاه‌های زغال‌سنگ فراوان است. نیروگاه‌های برق فسیلی در سراسر جهان سالانه حدود ۱.۲ میلیارد تن خاکستر زغال‌سنگ تولید می‌کنند که رقم خیره‌کننده‌ای است و نشان می‌دهد این مواد برای مدت طولانی در گذار جهان به انرژی تجدیدپذیر به وفور باقی خواهند ماند، از این رو یک منبع مواد بالقوه عظیم هستند و سازندگان بتن کم‌کربن از آن به‌عنوان جایگزین سیمان (تا ۴۰ درصد) استفاده می‌کنند. این اقدام با کاهش یک نوع ضایعات عظیم زیست‌محیطی و در عین حال کاهش استفاده از سیمان همراه است که به خودی خود حدود هشت درصد از کل انتشار جهانی کربن را تشکیل می‌دهد.
تیمی از محققان درصدد استفاده بهتری از این ماده برآمدند و سعی در افزایش محتوای خاکستر برای جایگزینی بیش از ۸۰ درصد سیمان داشته‌اند. محققان در این راستا از مخلوطی از خاکستر کم کلسیم با ۱۸ درصد آهک هیدراته و سه درصد نانو سیلیس به‌عنوان عوامل تقویت‌کننده بهره گرفتند و با استفاده از مقداری بتن، شروع به آزمایش خواص مکانیکی آن کردند.
بتن جدید با حجم بالا افزایش مقاومت فشاری را از ۲۲ به ۷۱ مگاپاسکال بین روزهای هفت تا ۴۵۰ آزمایش، مقاومت خمشی ۲.۷ تا ۸.۷ مگاپاسکال، استحکام کششی ۱.۶ تا ۵ مگاپاسکال و مدول الاستیک ۲۸.۹ تا ۳۷ مگاپاسکال را به دست آورد. این سیمان پرتلند معمولی در طول زمان در معرض اسیدها و سولفات‌ها به مدت دو سال دوام آورد.
بهره‌گیری از خاکستر بادی در تولید بتن
اصلاح شیمیایی بتن توسط این تیم اجازه می‌دهد تا خاکستر بادی بیشتری بدون به خطر انداختن عملکرد مهندسی بتن به آن اضافه شود. این تکنیک به «خاکستر بادی» نیاز ندارد و به نظر می‌رسد با «خاکستر حوضچه» درجه پایین نیز کار می‌کند. تیرهای بتنی ساختاری تولیدی در این آزمایش گواهی استانداردهای ساخت‌وساز برای عملکرد مهندسی را به دست آورد و نتایج اولیه عملکرد مشابهی را با خاکستر حوضچه‌ای با عیار پایین نشان داد که به‌طور بالقوه منبع جدیدی را برای جایگزینی سیمان باز می‌کند. در مقایسه با خاکستر بادی، خاکستر حوضچه به دلیل ویژگی‌های متفاوت خود، کمتر در ساخت‌وساز مورد بهره‌برداری قرار می‌گیرد.
هزاران مگاتن زباله خاکستر زغال‌سنگ در سطح جهانی وجود دارد. این حوضچه‌های خاکستر در معرض تبدیل شدن به یک خطر زیست‌محیطی هستند و توانایی استفاده مجدد از آن‌ها در مصالح ساختمانی در مقیاس بزرگ بسیار ارزشمند و یک پیروزی بزرگ خواهد بود. بنابراین تیم تحقیق در حال توسعه یک سیستم مدل‌سازی کامپیوتری آزمایشی هستند که عملکرد این مخلوط‌های بتنی جدید را در طول زمان پیش‌بینی می‌کند. تیم امیدوار است از این نرم‌افزار برای تجزیه‌وتحلیل و بهینه‌سازی مخلوط‌های جدید بیشتر استفاده کند.
نظر شما