10 آگوست 2022 -توسط دانشگاه توکیو- اعتبار: دانشگاه توکیو
قرن ها در ساختمان ها، پل ها و سایر سازه ها از بتن به دلیل استحکام بالا و تولید ساده استفاده شده است. با این وجود، تقریباً 8 درصد از انتشار کربن جهانی از تولید سیمان حاصل می شود. بنابراین، تلاش‌های مداومی برای به حداقل رساندن این ردپای عظیم کربن وجود دارد. برخی از این تلاش‌ها برای کاهش آلودگی بر استفاده مجدد از زباله‌های بتن متمرکز هستند. به عنوان مثال، محققان ژاپنی اخیراً تراکم بر مبنای فشار بالا را به عنوان وسیله ای ساده برای بازیافت بتن ارایه کرده اند. با این حال، بهبود بیشتر برای استفاده بهینه از چنین محصولاتی ضروری است.
اکنون، در مطالعه‌ای که اخیراً در Construction and Building Materials منتشر شده است، محققان مؤسسه علوم صنعتی در دانشگاه توکیو به‌طور تجربی تغییرات مقاومت فشاری و ساختار مقیاس ریز را که توسط عملیات حرارتی پس از چنین فشرده‌سازی ایجاد می‌شود، اندازه‌گیری کرده‌اند. این مطالعه به بهبود خواص بتن بازیافتی و افزایش پایداری صنعت ساختمان کمک خواهد کرد.
عملیات حرارتی به عنوان وسیله ای برای افزایش کاربرد تراکم فشار بالا پیشنهاد شده است. با این حال، نتایج متفاوت بوده است، از بدتر شدن به بهبود کیفیت. دکتر ابراهیم مستضد، نویسنده ارشد، توضیح می دهد: «ما به دنبال شفافیت به این بحث بودیم. ما با مطالعه سیستماتیک شرایط معمول عملیات حرارتی و ریزساختار مربوطه، خواص بهبود یافته محصول بتن حاصل را به دقت ارزیابی کرده ایم.
محققان مخلوط‌های بتن سیمانی پرتلند بازیافتی را با افزودنی‌های آهن/فولاد و سرباره کوره بلند آزمایش کردند. آنها سه عملیات حرارتی متداول پس از تراکم را آزمایش کردند. عملیات حرارتی همگی سازماندهی مجدد ریزساختاری را ایجاد کردند که منجر به بهبود خواص شد. علاوه بر این، ترکیب سرباره باعث افزایش چگالی و همگنی در مقیاس ریز بتن شد که بیشتر به بهبود خواص کمک کرد. به عنوان مثال، در یک مخلوط بتن، اتوکلاو پس از تراکم در دمای 180 درجه سانتیگراد به مدت 8 ساعت مقاومت فشاری را در مقایسه با عدم اتوکلاو بیش از 5 برابر افزایش داد. به عبارت دیگر، محققان یک وسیله کارآمد انرژی برای بهبود نتیجه بازیافت بتن ایجاد کرده اند.
مستضد می گوید: تیمارهای حرارتی مختلف استحکام بتن را بهبود می بخشد، اما با مکانیسم های متفاوت. به عنوان مثال، اتوکلاو کردن بتن با تولید هیدروگارنت مطابقت دارد، یک ماده معدنی متفاوت با آنچه ما پس از عملیات حرارتی ساده مشاهده کردیم.
در آینده، محققان می‌توانند این داده‌ها را با نتایج برنامه‌های بازیافت بتن خود مقایسه کنند – به عنوان مثال، پخت با بخار. با انجام این کار، آزمایش های عملکرد بتن بازیافتی دارای نقاط مرجع عددی و ریزساختاری واضحی خواهد بود. چنین استانداردهایی به محققان کمک می‌کند تا رویه‌های مختلف را ارزیابی کنند که همگی در اهداف پایداری زیست‌محیطی یکسان هستند و به به حداقل رساندن ردپای کربن صنعت ساخت‌وساز کمک می‌کنند.
