ساخت و ساز پایدار وتهیه خاک تثبیت شده مایع شده از لجن ساختمانی

1 نوامبر 2023 – توسط موسسه فناوری شیباورا -یک شکل پیشرفته از خاک تثبیت شده مایع (LLS)، که به عنوان خاک تثبیت شده مایع با قابلیت جریان بالا (HFLSS) شناخته می شود، از لجن ساختمانی ساخته شده است. خواص مکانیکی و جریان پذیری برتری نسبت به معمولی (LSS) نشان می دهد که مفهوم ساخت و ساز پایدار را ترویج می کند. اعتبار: Shinya Inazumi از SIT، ژاپن

صنعت ساخت و ساز یک بخش بسیار پرمصرف و آلوده کننده است که مصرف آب قابل توجهی دارد و سهم قابل توجهی در تخریب محیط زیست دارد. بر اساس نظرسنجی انجام شده توسط وزارت زمین، زیرساخت، حمل و نقل و گردشگری در سال 2018، بخش ساخت و ساز ژاپن حدود 74.4 میلیون تن محصول جانبی ساختمانی از جمله 6.2 میلیون تن لجن ساختمانی ایجاد کرده است.

در سال های اخیر، صنعت ساخت و ساز تلاش هایی برای کاهش اثرات زیست محیطی خود و تهیه مواد و فرآیندهای پایدارتر انجام داده است. ساخت و ساز پایدار بر استفاده کارآمد از منابع، به ویژه مدیریت آب تأکید دارد. و چرخش مواد، که در آن زباله های ساختمانی در صنعت بازیافت می شوند.

یکی از این نمونه‌های دایره‌ای در ساخت‌وساز، خاک تثبیت‌شده مایع (LSS) است، که شامل خاک یا لجن ساختمانی تولید شده است که با یک جامدکننده مخلوط شده و به طور متوسط تصفیه می‌شود. LSS در حال حاضر به طور گسترده در سایت های ساخت و ساز استفاده می شود، به ویژه برای پر کردن فضاهای طولانی و باریک که در آن فشرده سازی توسط کارهای خاکی چالش برانگیز است.

کاربرد LSS به عنوان یک ماده ساختمانی در جریان پذیری آن است که باعث می شود به راحتی قابل ریختن باشد و استحکام آن پس از انجماد باشد. LSS دارای نفوذپذیری کم و استحکام چسبندگی بالایی است که این ماده را در برابر فرسایش آب های زیرزمینی غیرقابل نفوذ می کند. علاوه بر این، پس از ریخته‌گری زیاد منقبض نمی‌شود و چسبندگی بالای آن دوام را در هنگام زلزله تضمین می‌کند. با این حال، علی‌رغم این ویژگی‌های مطلوب، هنوز هم زمینه برای بهبود ویژگی‌های LSS برای گسترش بیشتر کاربردهای آن و فعال کردن شیوه‌های ساخت و ساز کارآمدتر وجود دارد.

برای رفع این مشکل، گروهی از دانشمندان موسسه فناوری شیباورا (SIT)، ژاپن، و دانشگاه کاستسارت، تایلند، یک LSS با جریان پذیری بالا (HFLSS) ساخته شده با لجن ساختمانی (HFLSS از RCS) را توسعه دادند و خواص مکانیکی و جریان پذیری آن را از طریق رویکردهای تجربی آن بررسی کردند.

تیمی به سرپرستی پروفسور شینیا اینازومی، از دپارتمان مهندسی عمران در SIT، HFLSS خود را با استفاده از محلول آبگیری از ذرات خاک رس بسیار ریز که پس از آبگیری لجن ساختمانی به دست آمده بود، توسعه دادند. این محلول آبگیری شده با سیمان پرتلند معمولی به عنوان جامد کننده مخلوط شد.

این مقاله در Recycling منتشر شده است.

پیشرفت‌های LSS می‌تواند صنعت ساخت‌وساز و توسعه شهری را متحول کند. شهرنشینی تقاضا برای راه‌حل‌های ساخت و ساز کارآمد در فضا را افزایش می‌دهد و LSS و HFLSS ساخته شده از RCS می‌تواند پاسخگو باشد. کاربرد آنها در فضاهای تنگ و چالش‌برانگیز می‌تواند منجر به کارآمدتر شدن و پروفسور اینازومی می گوید: پروژه های زیرساختی پایدار، در حالی که نگرانی های زیست محیطی را از طریق استفاده مجدد از زباله های ساختمانی کاهش می دهد هستند.

نتایج این مطالعه تجربی نشان می‌دهد که HFLSS از RCS ویژگی‌های مطلوب‌تری نسبت به LSS معمولی برای فعالیت‌های ساختمانی نشان می‌دهد. خواص مکانیکی HFLSS از RCS کمتر از LSS معمولی است، در حالی که مقدار جریان یا جریان پذیری آن بالاتر از LSS معمولی است 0.54m در مقابل 0.44m، به دلیل وزن مخصوص پایین تر.

جریان پذیری بالای HFLSS از RCS همچنین منجر به مقاومت فشاری نامحدود کمتری نسبت به LSS معمولی می شود 515 kN/m2 در مقابل 1000 kN/m2. معمولاً، مقاومت فشاری نامحدود مورد نیاز برای پر کردن معمولی ≥100-300 kN/m2 است، که نشان می‌دهد HFLSS از RCS نیز این نیاز را برآورده می‌کند.

این نتایج HFLSS از RCS را به عنوان یک شکل کارآمدتر و پیشرفته‌تر از LSS ایجاد می‌کند که کاربردهای خود را فراتر از پر کردن/پر کردن معمولی و ساخت و ساز جاده گسترش می‌دهد. با جریان پذیری بالا، HFLSS از RCS می تواند فضاهای باریک، مانند لوله های زباله را پر کند، و آن را برای استفاده در ساختارهای پیچیده مناسب تر می کند. علاوه بر این، می توان آن را برای فواصل 500 متری و بیشتر در فشارهای پایین تر پمپ کرد، که باعث کاهش کار میانی و زمان ساخت می شود.

“این یافته ها HFLSS از RCS را به عنوان یک ماده پایدار امیدوار کننده برای پروژه های مهندسی عمران در مقیاس بزرگ معرفی می کند. تحقیقات آینده در مورد بهبود این ماده می تواند صنعت ساخت و ساز را متحول کند. توسعه شهری کارآمدتر، که به نفع اقتصادها است و آینده ای پایدار را برای نسل های آینده ارتقا می دهد.”