Slide1

گزارش گفت‌وگوی رادیویی با مهندس حسین فروتن‌مهر درباره نانو‌بتن خودتراکم

روز پنجشنبه ۶ آذرماه، مهندس حسین فروتن‌مهر، بنیان‌گذار و مدیرعامل شرکت دانش‌بنیان فهاب بتن، مهمان برنامه «راهی که رفتیم» در رادیو جوان بودند. موضوع اصلی این برنامه، معرفی و بررسی نانو بتن خودتراکم با عملکرد برتر مکانیکی بود؛ محصولی که در شرکت دانش‌بنیان فهاب بتن توسعه یافته و بخشی از اقدامات این مجموعه در مسیر توسعه پایدار و ارتقای دانش مهندسی بتن در کشور به شمار می‌رود. در ادامه این خبر شما عزیزان می‌توانید نسخه کامل این گفتگو را گوش کرده و خلاصه آن‌را مطالعه نمایید.

مصاحبه مهندس فروتن‌مهر با رادیو جوان در خصوص نانو بتن خودتراکم:

ویژگی‌ها و دانش فنی نانو بتن خودتراکم

مهندس فروتن‌مهر در آغاز گفت‌وگو با اشاره به ۵۴ سال سابقه فعالیت تخصصی خود در صنعت بتن، توضیح دادند که بتن خودتراکم به گونه‌ای طراحی می‌شود که تنها با تکیه بر نیروی وزن خود، بدون نیاز به ویبره، در میان شبکه‌های متراکم میلگرد حرکت کرده و به‌طور کامل متراکم شود. وی ادامه داد که دانش اولیه این فناوری در ژاپن توسعه یافته و از طریق دوره‌های تخصصی در کانادا به ایران منتقل شده است. ایشان برای بومی‌سازی و گسترش این دانش، مجموعه‌ای ۶۴۰ صفحه‌ای از مبانی علمی، آزمایشگاهی و اجرایی بتن خودتراکم را به زبان فارسی ترجمه کرده‌اند تا امکان توسعه آن در داخل کشور فراهم شود.

در ادامه، وی به مسئله تأمین مواد اولیه اشاره کرد و گفت که در بسیاری از کشورهای پیشرو، برای تولید بتن خودتراکم از خاکستر بادی استفاده می‌شود؛ ماده‌ای که واردات آن برای ایران هزینه‌های زیادی به همراه داشت. به همین دلیل، تیم تحقیقاتی فهاب بتن به دنبال جایگزینی داخلی برای این ماده رفت و در نهایت با بهره‌گیری از منابع غنی زئولیت طبیعی در کوه‌های ایران، راه‌حلی کاملاً بومی ارائه داد. این ماده معدنی پس از فرآوری و تبدیل به پودر فوق‌ریز، توانست کیفیت بتن را به سطحی فراتر از نمونه‌های خارجی برساند. مهندس فروتن‌مهر تأکید کرد که هر فرد یا مجموعه‌ای می‌تواند برای آزمایش این محصول به کارخانه مراجعه کرده و از نزدیک کیفیت آن را مشاهده کند.

سابقه تحقیقاتی و ارتقای مقاومت بتن

او در بخش دیگری از سخنان خود روند توسعه این بتن‌ها را تشریح کرد. ابتدا تحقیقات بر روی بتن‌های معمولی متمرکز بود تا مقاومت آن‌ها از حدود ۲۳۰ و ۲۵۰ به ۳۰۰ و حتی ۳۹۰ مگاپاسکال ارتقا یابد. پس از آن، تولید بتن خودتراکم آغاز شد و مجموعه در این حوزه نیز به کیفیت‌های بسیار بالا دست یافت. پروژه تولید نانو بتن نیز پس از چند سال تجربه‌اندوزی و آزمایش، وارد مرحله اصلی شد و با دریافت نشان دانش‌بنیان، به‌طور رسمی در مسیر توسعه فناوری قرار گرفت. مهندس فروتن‌مهر با تأکید بر این‌که فعالیت تحقیقاتی «نه آغاز مشخصی دارد و نه پایان»، گفت که هرچه تجربه و مهارت بیشتر می‌شود، دستورالعمل‌ها و فرمول‌ها نیز کامل‌تر و کارآمدتر خواهند شد.

ارتباط گسترده با دانشگاه‌ها و نسل جوان

بخش مهم دیگری از این گفت‌وگو به فعالیت‌های آموزشی و ارتباط فهاب بتن با دانشگاه‌ها اختصاص داشت. وی توضیح داد که این کارخانه درهای خود را به روی دانشجویان رشته‌های مرتبط باز گذاشته و دانشگاه‌های مختلف برای بازدید، آموزش و کارگاه‌های تخصصی دعوت می‌شوند. در کنار دانشجویان، اساتید برجسته ایرانی نیز در این مجموعه حضور پیدا می‌کنند و انتقال دانش و تجربه میان متخصصان، پیشکسوتان و جوانان، یکی از نقاط قوت فهاب بتن است. به گفته ایشان، ترکیب شور و انرژی جوانان با تجربه نسل‌های قدیمی‌تر، می‌تواند تحولات مهمی در حوزه مهندسی و صنعت بتن رقم بزند.

توسعه بدون اتکا به حمایت مالی

مهندس فروتن‌مهر در پاسخ به پرسشی درباره دریافت حمایت مالی در راستا توسعه محصولات دانش بنیان، با صراحت اعلام کردند که هیچ‌گاه از کمک‌های دولتی یا حمایتی استفاده نکرده است. وی عنوان کرد که از دوران جوانی با تلاش و پشتکار مسیر پیشرفت را طی کرده و امروز نیز تمام سرمایه و توان خود را صرف توسعه دانش فنی و تولید محصولاتی کرده است که برای کشور مفید باشد. وی افزود که فعالیت‌های گسترده‌ای مانند ساخت پروژه‌های بزرگ دولتی یا توسعه واحدهای ساختمانی، هیچ‌کدام نتوانسته‌اند انگیزه اصلی او را که «پیشرفت علم و فناوری بتن» است ارضا کنند و به همین دلیل همه تمرکز خود را بر این مسیر گذاشته است.

توصیه‌های مهندس فروتن‌مهر به جوانان

در پایان این گفت‌وگو، مدیرعامل فهاب بتن با اشاره به فعالیت بیش از ۲۰۰ نفر در این مجموعه، خطاب به جوانان تأکید کرد که مسیر موفقیت صرفاً از دل «کار مداوم، پشتکار و تجربه» می‌گذرد. او گفت هر فردی با کار و تلاش، حتی اگر در ابتدا امکانات زیادی نداشته باشد، می‌تواند به نتایجی بزرگ دست پیدا کند. وی از جوانان خواست که مشکلات را بهانه قرار ندهند و برای ساختن آینده کشور مسئولیت‌پذیر باشند. به باور او، تلاش چندبرابری، انضباط مالی، و تبدیل بخشی از درآمد به پس‌انداز می‌تواند پایه‌های موفقیت شخصی و حرفه‌ای را تضمین کند.

Slide2

مراسم نکوداشت و تجلیل از واحدهای نمونه استاندارد استان تهران

مراسم نکوداشت و تجلیل از واحدهای نمونه استاندارد استان تهران روز یکشنبه ۱۲ آبان‌ماه ۱۴۰۴ به میزبانی اداره‌کل استاندارد استان تهران و با حضور جمعی از مقامات عالی‌رتبه استانی برگزار شد. این مراسم هرساله با هدف پاسداشت تلاش واحدهای تولیدی برتر و همچنین ترویج فرهنگ استاندارد در صنایع مختلف کشور برگزار می‌شود.

در این آیین رسمی، شخصیت‌های برجسته‌ای همچون دکتر فرزانه انصاری؛ معاون رئیس‌جمهور و رئیس سازمان ملی استاندارد ایران، دکتر قاسم فدوی؛ سرپرست اداره‌کل استاندارد استان تهران، دکتر حشمت‌اله عسگری؛ معاون هماهنگی امور اقتصادی استانداری تهران و جمعی دیگر از مدیران ارشد کشوری و استانی حضور داشتند.

بخش‌هایی از مراسم نکوداشت و تجلیل از واحدهای تولیدی

در بخش اصلی مراسم، شرکت فهاب بتن به عنوان واحد تولیدی شایسته تقدیر استان تهران در صنعت ساختمانی و معدنی برای فرآورده بتن آماده در سال ۱۴۰۳–۱۴۰۴ معرفی شد. این عنوان ارزشمند در نتیجه رعایت دقیق الزامات استاندارد، استمرار کیفیت در تولید، و تعهد مدیریت و کارکنان این شرکت به ارتقای سطح کیفی محصولات به دست آمده است. لوح تقدیر این انتخاب توسط جناب آقای مهندس بابک فروتن‌مهر؛ مدیریت محترم کارخانه فهاب بتن، دریافت شد.

انتخاب شرکت دانش‌بنیان فهاب بتن به عنوان واحد تولیدی شایسته تقدیر استان تهران

مراسم نکوداشت واحدهای نمونه استاندارد از معتبرترین رویدادهای سالانه کشور در حوزه ارتقای فرهنگ استاندارد و حمایت از تولید باکیفیت به‌شمار می‌رود و جایگاهی ویژه در ارزیابی و معرفی واحدهای تولیدی برتر دارد. این رویداد امسال نیز فرصتی برای نمایش توانمندی‌ها، تبادل تجربه و تاکید بر نقش استاندارد در توسعه پایدار صنعت کشور فراهم آورد.

در متن لوح تقدیر اهدایی به شرکت فهاب بتن آمده است:

«دستیابی به اهداف ارزشمند ارتقای کیفیت و نیل به توسعه در نظام مقدس جمهوری اسلامی ایران، همواره مرهون اندیشه‌های بلند و تجربیات گران‌قدر انسان‌های آگاه و دلسوزی است که با تمام توان در ترسیم آینده‌ای سربلند برای ایران عزیز تلاش می‌کنند. بی‌تردید انتخاب آن واحد به عنوان واحد تولیدی شایسته تقدیر استان در صنعت ساختمانی و معدنی برای فرآورده بتن آماده در سال ۱۴۰۳–۱۴۰۴ حاصل مدیریت مؤثر جنابعالی و تلاش صادقانه همکاران شریفتان است. ضمن سپاس و قدردانی از خدمات ارزنده شما، توفیق روزافزونتان را در سالی که به فرموده مقام معظم رهبری مزین به نام «سرمایه‌گذاری برای تولید» است، از خداوند متعال خواستارم».

دکتر قاسم فدوی             

سرپرست اداره‌کل استاندارد

استان تهران                  

این رویداد همچنین توسط سازمان صدا و سیما پوشش رسانه‌ای یافت. علاقه‌مندان می‌توانند گزارش تصویری این مراسم و بخش‌های مختلف آن را در ادامه همین خبر مشاهده کنند.

توضیحات مهندس بابک فروتن‌مهر در خصوص فعالیت‌های شرکت فهاب بتن در راستا توسعه استاندارد

خلاصه مراسم و تقدیر از شرکت دانش بنیان فهاب بتن به عنوان واحد نمونه تولیدی شایسته تقدیر

Slide64

استفاده از مواد بازیافتی در بتن سبز

رشد روزافزون جمعیت و نیاز فزاینده به زیرساخت‌های شهری و ساختمانی، چالش‌های زیادی را در حوزه زیست‌ محیطی و منابع طبیعی ایجاد کرده است. صنعت ساخت و ساز، که یکی از بزرگ‌ترین و اثرگذارترین صنایع بر محیط‌ زیست محسوب می‌شود، مصرف چشم‌گیری از منابع طبیعی و انرژی را به خود اختصاص داده و به دلیل تولید حجم زیادی از آلاینده‌ها، نقش قابل ‌توجهی در انتشار گازهای گلخانه‌ای ایفا می‌کند. طبق آمار، بتن، به‌عنوان پرمصرف‌ترین ماده ساختمانی، بعد از آب بیشترین مصرف را دارد و به تنهایی حدود 8 درصد از کل دی‌اکسید کربن منتشر شده در سطح جهان را به خود اختصاص می‌دهد. در همین راستا، کاهش اثرات زیست‌محیطی این صنعت به یکی از اولویت‌های اصلی سیاست‌های توسعه پایدار تبدیل شده است.

رشد روزافزون جمعیت و نیاز فزاینده به زیرساخت‌های شهری و ساختمانی، چالش‌های زیادی را در حوزه زیست‌ محیطی و منابع طبیعی ایجاد کرده است. صنعت ساخت و ساز، که یکی از بزرگ‌ترین و اثرگذارترین صنایع بر محیط‌ زیست محسوب می‌شود، مصرف چشم‌گیری از منابع طبیعی و انرژی را به خود اختصاص داده و به دلیل تولید حجم زیادی از آلاینده‌ها، نقش قابل ‌توجهی در انتشار گازهای گلخانه‌ای ایفا می‌کند. طبق آمار، بتن، به‌عنوان پرمصرف‌ترین ماده ساختمانی، بعد از آب بیشترین مصرف را دارد و به تنهایی حدود 8 درصد از کل دی‌اکسید کربن منتشر شده در سطح جهان را به خود اختصاص می‌دهد. در همین راستا، کاهش اثرات زیست‌محیطی این صنعت به یکی از اولویت‌های اصلی سیاست‌های توسعه پایدار تبدیل شده است.

بتن به دلیل مزایا بسیار، به یکی از پرمصرف‌ترین مصالح ساختمانی در جهان تبدیل شده است. بر اساس گزارش‌ها، تولید سیمان که جزء اصلی بتن است، بیش از ۴ میلیارد تن در سال است و همین مقدار بالا، سبب می‌شود که این صنعت به یکی از بزرگ‌ترین تولیدکنندگان دی‌اکسید کربن در سطح جهان تبدیل شود. علاوه بر این، فرآیند تولید سیمان نیازمند مقادیر زیادی انرژی و آب است.

این مشکلات منجر به پیدایش “بتن سبز” شده است؛ نوعی بتن که با استفاده از مواد بازیافتی، جایگزین‌های طبیعی و فرایندهای کم‌کربن، به دنبال کاهش اثرات زیست‌محیطی است.  بتن سبز یک نوع از بتن است که در فرآیند تولید آن از مواد بازیافتی یا کم‌مصرف‌تر استفاده می‌شود. این نوع بتن با هدف کاهش اثرات منفی زیست‌محیطی تولید و مصرف می‌شود و دارای ویژگی‌های خاصی است که آن را از بتن‌های معمولی متمایز می‌کند[2]. یکی از اصلی‌ترین موانع در به‌کارگیری بتن سبز، هزینه‌های اولیه بالای آن است. هرچند این نوع بتن می‌تواند در طولانی ‌مدت صرفه‌جویی اقتصادی ایجاد کند، اما هزینه‌های مربوط به تولید مواد جایگزین، پردازش و آماده‌سازی آنها نسبتاً بالا است.

در ادامه این مقاله برخی از مصالح مورد استفاده در بتن سبز را بررسی می‌کنیم و با چالش‌های استفاده از آنها آشنا می‌شویم. برای مطالعه و آشنایی بیشتر با هر کدام از این بخش‌ها مقاله مرتبط با آن موضوع را در وب‌سایت فهاب بتن مطالعه نمایید.

استفاده از شیشه و سرامیک

شیشه، با وجود کاربرد گسترده و تولید سالانه حدود 100 میلیون تن ضایعات جهانی (تنها 26% بازیافت شده در آمریکا در سال 2015)، پتانسیل بالایی برای جایگزینی پایدار در بتن دارد. این جایگزینی با ذرات ریز شیشه به جای سیمان یا سنگدانه، ضمن افزایش تراکم و واکنش‌های پوزولانی بتن، می‌تواند انتشار گازهای گلخانه‌ای و مصرف انرژی را تا 19% و 17% کاهش دهد، اگرچه نیاز به مدیریت چالش‌هایی مانند واکنش قلیایی-سیلیکا دارد که با استفاده از مواد مکمل سیمانی و ذرات ریزتر شیشه قابل کنترل است.

ضایعات سرامیکی، که حدود 30 درصد از پسماندهای تخریب ساختمانی را تشکیل می‌دهد و مقاومت بالایی در برابر شرایط محیطی دارد، منبعی عظیم برای بازیافت در صنعت بتن است. جایگزینی این مواد با سنگدانه‌های طبیعی، به ویژه در محدوده 10 تا 50 درصد، می‌تواند کارایی ملات و خواص مکانیکی بتن را به طور قابل توجهی بهبود بخشد، ضمن اینکه به کاهش مصرف انرژی، هزینه‌ها و اثرات زیست‌محیطی کمک می‌کند و گامی مؤثر در جهت ساخت‌وساز پایدار است.

استفاده از شیشه و سرامیک در بتن

استفاده از لاستیک

هر ساله میلیون‌ها تن تایر ضایعاتی در سراسر جهان تولید می‌شود که به دلیل آلودگی‌های زیست‌محیطی ناشی از دفن و سوزاندن، خطرات جدی برای محیط زیست دارند. با وجود اینکه بیش از 80 میلیون تایر در انبارهای ایالات متحده و 37 میلیون تایر در بریتانیا انباشته شده است، مطالعات نشان می‌دهد که دفن زباله تنها 16 درصد از روش‌های دفع لاستیک در آمریکا را شامل می‌شود. راه‌حل‌های پایدارتری مانند استفاده مجدد برای بازیابی انرژی و به کارگیری در مواد مهندسی مدنی (تا 8 درصد در اتحادیه اروپا) به کاهش آلودگی خاک و آب و حفظ محیط زیست کمک می‌کنند. به همین دلیل، بازیافت به عنوان بهترین روش برای مدیریت این پسماندها توصیه می‌شود. استفاده از خرده لاستیک به عنوان جایگزین سنگدانه‌های طبیعی (تا سقف 25%) در بتن، باعث کاهش چگالی و افزایش تخلخل بتن می‌شود که آن را برای سازه‌های سبک‌وزن مناسب می‌سازد. با این حال، این جایگزینی اغلب منجر به کاهش خواص مکانیکی مانند مقاومت فشاری، خمشی و کششی می‌شود. این کاهش به دلیل اتصال ضعیف بین لاستیک و ماتریس سیمان و وجود حفره‌ها رخ می‌دهد. برای مقابله با این مشکل، می‌توان از افزودنی‌هایی مانند دوده سیلیسی یا فوق‌روان‌کننده‌ها استفاده کرد. با وجود این کاهش‌ها، استفاده از لاستیک در بتن یک راهکار جذاب برای کاهش ضایعات تایر و تقاضا برای سنگدانه‌های طبیعی است و کاربردهای متنوعی از جمله در عایق‌های حرارتی و صوتی و سازه‌های سبک‌وزن دارد.

استفاده از لاستیک شهری در بتن

استفاده از پلاستیک

پلاستیک، با تولید جهانی 390.7 میلیون تن در سال 2021، به دلیل دوام و هزینه کم به بخشی جدایی‌ناپذیر از زندگی تبدیل شده است، اما مدیریت نادرست آن مشکلات زیست‌محیطی جدی ایجاد کرده است. بخش زیادی از پلاستیک تولیدی در محل‌های دفن زباله یا در محیط زیست رها می‌شود که منجر به آلودگی آب‌های زیرزمینی، انتشار گازهای گلخانه‌ای و آسیب به حیات دریایی می‌گردد. از سوی دیگر، استخراج بی‌رویه سنگدانه‌های طبیعی برای ساخت‌وساز (حدود 48.3 میلیارد تن متریک در سال 2015) به محیط‌زیست آسیب می‌رساند. این دو چالش، استفاده از پلاستیک بازیافتی به عنوان جایگزینی پایدار برای سنگدانه‌های طبیعی در بتن را به یک راهکار جذاب تبدیل کرده است. افزودن پلاستیک به بتن، ضمن کمک به حل مشکل پسماندهای پلاستیکی، می‌تواند خواص مفیدی مانند عایق حرارتی و صوتی را بهبود بخشد. با این حال، مهم‌ترین چالش آن کاهش مقاومت فشاری و کششی بتن است که به دلیل عدم پیوند مناسب بین پلاستیک و سیمان و افزایش تخلخل رخ می‌دهد. اگرچه با تکنیک‌هایی مانند پرتوهای گاما می‌توان پیوند را بهبود بخشید، اما محدودیت‌هایی مانند هزینه‌های بالا، مشکلات فنی در فرآیند بازیافت و کاهش کیفیت پلاستیک در بازیافت‌های مکرر، استفاده گسترده از آن را با چالش مواجه می‌کند. این مسائل، نیاز به زیرساخت‌ها و قوانین سخت‌گیرانه‌تر برای مدیریت پایدار پسماندهای پلاستیکی را برجسته می‌کند.

استفاده از پلاستیک در بتن

استفاده از فاضلاب

با توجه به کمبود آب شیرین در جهان و نیاز زیاد صنعت بتن به آب، استفاده از فاضلاب بازیافتی به عنوان یک راهکار پایدار مطرح شده است. این رویکرد نه تنها منابع آب شیرین را حفظ می‌کند، بلکه به ساخت بتن سبز و پایدار کمک می‌نماید. برای اطمینان از کیفیت بتن، باید خواص شیمیایی و فیزیکی فاضلاب بازیافتی مانند میزان سولفات‌ها، کلریدها، نیترات‌ها، pH و مواد جامد محلول (TDS) به دقت کنترل شود. مطالعات نشان می‌دهد که فاضلاب تصفیه‌شده، تأثیر منفی قابل‌توجهی بر دوام بتن از جمله مقاومت در برابر حملات شیمیایی و جذب آب ندارد، اما افزایش نسبت آب به سیمان و سطح COD می‌تواند نفوذ کلریدها و دوام بتن را کاهش دهد.

استفاده از فاضلاب در بتن

استفاده از پسماند شهری

پسماندهای ساختمانی (C&D) یکی از مهم‌ترین منابع پسماند هستند که شامل چوب، فلزات، بتن و آجر می‌شوند. به جای دفن این مواد (که حدود ۳۰٪ از پسماندها را شامل می‌شود)، بازیافت آن‌ها می‌تواند مزایای زیست‌محیطی و اقتصادی بزرگی داشته باشد. در حال حاضر، ۵۰٪ از پسماندهای ساختمانی بازیافت و ۲۰٪ به عنوان پرکننده استفاده می‌شوند. با استفاده از این مواد در تولید بتن سبز و مواد دیگر مانند ملات و آسفالت، می‌توان به کاهش مصرف انرژی، انتشار گازهای گلخانه‌ای و نیاز به مواد خام طبیعی کمک کرد و به ترویج اقتصاد چرخشی کمک کرد. ضایعات ریزدانه بتن که در فرآیندهای خرد کردن تولید می‌شوند، می‌توانند از طریق گرانوله‌سازی به سنگدانه‌های سبک تبدیل شوند. این سنگدانه‌ها می‌توانند جایگزین مناسبی برای سنگدانه‌های طبیعی باشند و به تولید بتن سبک (LWC) کمک کنند. مطالعات نشان می‌دهند که سنگدانه‌های تولید شده با این روش، از نظر عملکرد با سنگدانه‌های تجاری (مانند LECA) قابل مقایسه هستند و از نظر زیست‌محیطی نیز بهینه‌تر عمل می‌کنند. به عنوان مثال، سنگدانه MA3 که از ضایعات ملات ژئوپلیمری ساخته شده، کمترین تأثیرات زیست‌محیطی را دارد و می‌تواند گزینه‌ای عالی برای بتن‌های سازگار با محیط زیست باشد.

استفاده از پسماند شهری در بتن
Slide3

بتن الیافی؛ پلی میان نیاز امروز و الزامات فردا صنعت بتن

در هفدهمین کنفرانس ملی بتن که در تاریخ 15 الی 17 مهر ماه 1404 در دانشگاه آزاد اسلامی واحد مرکزی برگزار گردید، شرکت دانش بنیان فهاب بتن ضمن حضور در همایش روز بتن، دستاوردهای خود را در زمینه بتن‌های حاوی الیاف ارائه نمود. این کارگاه توسط افراد زیر به صورت مشترک ارائه شد:

 

مهندس محمدجواد محمدی؛ مسئول واحد آکادمی شرکت فهاب بتن

مهندس امیرهمایون ثابتی مطلق؛ مسئول واحد تحقیق، توسعه و نوآوری شرکت فهاب بتن

دکتر محمد علی‌دوستی مسئول واحد کنترل کیفیت شرکت فهاب بتن

دکتر علیرضا باقری عضو هیئت علمی دانشگاه صنعتی خواجه‌نصیرالدین طوسی

در این ارائه دستاوردها و تجربیات علمی، اجرایی شرکت در بتن‌های حاوی الیاف مورد ارائه قرار گرفت تا دیگر متخصصات در این صنعت نیز بتوانند از این تحقیقات و دستاوردهای در راستای توسعه صنعت بتن کشور استفاده نمایند. این کارگاه همزمان با رونمایی از دومین مجله فصل بتن با موضوع بتن الیافی صورت پذیرفت. مجله‌ای که پس از استقبال گسترده از شماره نخست آن با موضوع بتن خودتراکم توسط واحد آکادمی شرکت فهاب بتن تهیه گردید. جهت دریافت مجله فصل بتن می‌توانید به بخش فصل بتن در بالای وب‌سایت مراجعه نمایید.

همچنین کلیپ کارگاه شرکت فهاب بتن با موضوع “بتن الیافی؛ پلی میان نیاز امروز و الزامات فردا صنعت بتن” هم اکنون در اختیار شما همراهان همیشگی شرکت فهاب بتن قرار دارد. جهت مشاهده این ویدئو و دیگر کلیپ‌های مصاحبه شرکت فهاب بتن می‌توانید به اپارات شرکت به نشانی fahabbeton مراجعه نمایید.

Slide4

شانزدهیمن نمایشگاه فناوری نانو + میکرو

مفتخریم اعلام کنیم شرکت دانش بنیان فهاب بتن در شانزدهمین نمایشگاه فناوری نانو به مانند سال گذشته حضور دارد. از شما همراهان همیشگی شرکت دعوت می‌شود تا برای بازدید از نمایشگاه و غرفه شرکت فهاب بتن به محل ثابت نمایشگاه‌های  شهر تهران، سالن 44، طبقه همکف، غرفه شماره 9 مراجعه نمایید.

نمایشگاه فناوری نانو نخستین بار در سال 1387 به همت ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، با اهدافی نظیر شناخت پتانسیل‌های تحقیقاتی و صنعتی و ارتقای دانش عمومی در حوزه فناوری نانو برگزار شد. این رویداد هر ساله با هدف اعتلای این شاخه از فناوری در محل نمایشگاه های بین المللی تهران با حضور فناوران داخلی و خارجی برگزار می‌شود.

در حال حاضر، 400 شرکت فعال در حوزه نانوفناوری در ایران مشغول به فعالیت هستند که نقش مهمی در توسعه فناوری‌های نوین و ارتقای توان رقابتی کشور ایفا می‌کنند. این شرکت‌ها با تمرکز بر تحقیق، تولید و تجاری‌سازی محصولات مبتنی بر نانو، سهم قابل توجهی در ارتقای جایگاه ایران در عرصه بین‌المللی علم و فناوری داشته‌اند و توانسته‌اند دستاوردهایی در زمینه‌های مختلفی مانند پزشکی، مواد پیشرفته، انرژی و محیط زیست به ثبت برسانند.

شرکت فهاب بتن نیز به عنوان نخستین دارنده نشان نانونماد در صنعت ساختمان در این نمایشگاه حضور دارد و دستاوردهای خود را در اختیار شرکت‌ها و افراد حاضر در این نمایشگاه خواهد گذاشت. جهت کسب اطاعات بیشتر در خصوص این نمایشگاه  به وب‌سایت نمایشگاه نانو به نشانی nanoexhibition.ir  مراجعه نمایید.

Slide63

استفاده از مواد بازیافتی در بتن

مطالعه نشان می‌دهد که تقریباً ۳۰٪ از زباله‌های  پسماندهای ساخت و تخریب  دفن می‌شود، ۵۰٪ بازیافت می‌گردد و ۲۰٪ به عنوان ماده پرکننده مورد استفاده قرار می‌گیرد. این موضوع بیانگر پتانسیل افزایش نرخ بازیافت از طریق بهبود تکنیک‌های پردازش و شیوه‌های مدیریت است. بررسی‌ها نشان می‌دهد که بیشتر پژوهش‌ها در اروپا، آسیا، ایالات متحده و چین انجام شده‌اند. منابع اصلی و ثانویه برای موجودی چرخه عمر  (LCI) بسته به منطقه و محل مطالعه متفاوت هستند.

صنعت ساخت‌وساز یکی از بخش‌های مهم اقتصادی است که سهم قابل‌توجهی در تولید ناخالص داخلی  (GDP) در اتحادیه اروپا و ایالات متحده دارد و از طریق ایجاد فرصت‌های شغلی به پایداری اقتصادی کمک می‌کند. با این حال، ساخت، تخریب و نوسازی ساختمان‌ها و زیرساخت‌ها باعث تولید حجم بالایی از زباله‌های ساخت‌وساز و تخریب می‌شود. این زباله‌ها شامل مجموعه‌ای از مواد مختلف مانند چوب، فلزات، فولاد، شن، خاک رس و بتن هستند که هر کدام نقش خاصی در پروژه‌های ساخت‌وساز ایفا می‌کنند. این مواد که از مواد سنتی تا چندمنظوره را شامل می‌شوند، اجزای اساسی ساخت‌وساز هستند و به دوام و استحکام سازه‌ها کمک می‌کنند.

این زباله‌های ریز می‌توانند به عنوان جایگزین شن طبیعی یا سنگ‌دانه‌های سنتی در بتن، مواد زیرسازی و پایه جاده‌ها، تولید آجر و کاشی، و به عنوان ماده خام در تولید سیمان و پرکننده در مخلوط‌های آسفالت مورد استفاده قرار گیرند. دسته‌بندی سیستماتیک این زباله‌ها از جمله بتن، ملات، آجر، کاشی، شیشه، سرامیک، فلزات، پلاستیک و مواد آلی، امکان استفاده کارآمد از این منابع را فراهم کرده و به کارایی منابع و کاهش تأثیرات زیست‌محیطی برای شیوه‌های ساخت‌وساز سبزتر کمک می‌کند.

در اتحادیه اروپا، مقرراتی برای مدیریت زباله‌های ساختمانی تصویب شده است که نقش مستقیمی در کاهش منابع، افزایش گازهای گلخانه‌ای و مصرف انرژی دارد. این اتحادیه یک رویکرد اقتصاد چرخشی را برای مدیریت زباله‌های ساختمانی اتخاذ کرده است؛ این رویکرد بر کاهش، استفاده مجدد و بازیافت مواد به منظور کاهش اثرات زیست‌محیطی و بهینه‌سازی شیوه‌های مدیریت زباله تأکید دارد. این مقررات با هدف ترویج پایداری در بخش ساخت‌وساز و هماهنگی با طرح اقدام اقتصاد چرخشی و بازبینی مقررات محصولات ساختمانی تصویب شده‌اند.

با این حال، به دلیل پیچیدگی جریان زباله‌های ساختمانی و تفاوت‌های موجود در شیوه‌های ساخت‌وساز در کشورهای عضو اتحادیه اروپا، ارائه راه‌حل‌های نوآورانه در سطح جهانی ضروری است. این مشاهدات، نیاز حیاتی به شیوه‌های پایدار و مواد جایگزین برای کاهش تأثیرات زیست‌محیطی ناشی از مصرف منابع در صنعت ساخت‌وساز و تولید زباله را نشان می‌دهند. استفاده از زباله‌های ساخت‌وساز برای تولید بتن به عنوان یک راه‌حل پایدار برای تولید بتن سبزتر در نظر گرفته می‌شود.

وضعیت فعلی استفاده از پسماندهای ساخت و تخریب

    • در حال حاضر حدود ۳۰٪ از زباله‌های پسماندهای ساخت و تخریب  دفن می‌شوند، ۵۰٪ بازیافت می‌گردند و ۲۰٪ به عنوان ماده پرکننده مورد استفاده قرار می‌گیرند.
    • موادی که بیشتر از  پسماندهای ساخت و تخریب  در تولید بتن استفاده می‌شوند، شامل سنگ‌دانه‌های بازیافتی بتن، آجر، گچ، سرامیک، کاشی، مواد معدنی و شیشه‌های زباله هستند. استفاده از این مواد باعث کاهش نیاز به منابع طبیعی و کم شدن میزان دفن زباله‌های  پسماندهای ساخت و تخریب  می‌شود، که از این طریق تأثیرات زیست‌محیطی کاهش می‌یابد.

مزایای زیست‌محیطی و اقتصادی بازیافت پسماندهای ساخت و تخریب

    • تحقیقات نشان می‌دهند که بازیافت پسماندهای ساخت و تخریب    و استفاده از آن در تولید محصولات مختلف از جمله بتن می‌تواند منجر به مزایای زیست‌محیطی قابل توجهی مانند صرفه‌جویی در انرژی و کاهش انتشار CO₂  شود.
    • برای مثال، استفاده از بتن‌های تولیدشده با سنگ‌دانه‌های بازیافتی، انتشار  CO₂  کمتری نسبت به بتن‌های با سنگ‌دانه‌های طبیعی دارند و می‌توانند در پایان عمر خود نیز تا ۸۵٪ بازیافت شوند.
    • علاوه بر این، استفاده کامل از اجزای  پسماندهای ساخت و تخریب  در ترکیب بتن، عملکرد زیست‌محیطی بهتری را در مقایسه با سایر ترکیبات فراهم می‌کند.

خواص مکانیکی و زیست‌محیطی بتن تولیدشده با پسماندهای ساخت و تخریب

    • استفاده از موادی مانند شیشه بازیافتی در بتن می‌تواند واکنش‌های پوزولانی را افزایش داده و به کاهش انتشار کربن و افزایش پایداری حرارتی کمک کند. همچنین، افزودن نانو-SiO₂ و الیاف بازالت به بتن‌های بازیافتی باعث بهبود ساختار و افزایش مقاومت بتن در برابر عوامل مختلف می‌شود.

ترکیب مواد پسماندهای ساخت و تخریب در بتن

    • بتن مبتنی بر  پسماندهای ساخت و تخریب  می‌تواند ترکیبی از مواد مختلف مانند چوب، پلاستیک، فولاد، خاک رس، آجر و سایر بقایای ساختمانی باشد که به عنوان جایگزین سنگ‌دانه‌های معمولی، مواد چسباننده و پرکننده‌ها در بتن مورد استفاده قرار می‌گیرند.
    • این ترکیبات به‌طور پایدار در تولید بتن به کار گرفته می‌شوند و به‌طور کلی خطرات زیست‌محیطی تولید بتن را کاهش می‌دهند.

نقش بازیافت در ترویج اقتصاد چرخشی

    • استفاده مجدد از  پسماندهای ساخت و تخریب  در پروژه‌های ساختمانی به شکل قابل توجهی به ترویج الگوی اقتصاد چرخشی کمک می‌کند. با دور کردن پسماندهای ساخت و تخریب   از محل‌های دفن زباله و بهره‌گیری از آن در پروژه‌های جدید، صنعت ساخت‌وساز به دستیابی به یک سیستم بسته نزدیک می‌شود که در آن مواد به طور مداوم بازیافت و بازسازی می‌شوند.

مواد بازیافتی پسماندهای ساخت و تخریب برای کاربردهای مختلف

  1. پسماند آجرهای رسی، پسماند بتن و پسماند شیشه:  این مواد به عنوان مواد فعال‌شده قلیایی برای تولید مصالح ساختمانی مورد استفاده قرار می‌گیرند. در این مورد، 70 درصد مواد تشکیل‌دهنده از مواد  پسماندهای ساخت و تخریب  هستند که به عنوان جایگزین سیمان استفاده می‌شوند.
  2. کاشی‌های سقفی، آجرهای توخالی، پسماند شیشه و آجرهای رسی:  این مواد به عنوان پیش‌ساز و سنگ‌دانه‌ها برای تولید ملات به کار می‌روند و به صورت 100 درصد از مواد  پسماندهای ساخت و تخریب  تشکیل شده‌اند.
  3. شیشه، آجر، بتن و کاشی سقفی: از این مواد به عنوان پیش‌ساز در تولید بتن‌های ژئوپلیمر استفاده می‌شود و به طور کامل از مواد  پسماندهای ساخت و تخریب  هستند.
  4. مواد بازیافتی بدون انتخاب خاص از  پسماندهای ساخت و تخریب این مواد برای لایه‌های آسفالت و تثبیت پایه‌ها و زیرپایه‌های جاده به کار می‌روند و درصد مواد بازیافتی در آن‌ها بین 2/85 تا 8/93 درصد است.
  5. اجزای ریز پسماندهای ساخت و تخریب  سرامیک، شیشه، گچ، فلزات، چوب، پلاستیک، ذرات شناور، آسفالت، ملات و بتن این مواد برای لایه‌های زیرسازی جاده مورد استفاده قرار می‌گیرند و حدود 95 درصد از ترکیب آن‌ها از مواد پسماندهای ساخت و تخریب   است.

در ادامه به بررسی استفاده از این ضایعات بتن ریزدانه به‌عنوان مصالح سنگدانه در ساخت‌وساز از طریق فرآیندهای مختلف گرانوله‌سازی می‌پردازیم. سنگدانه‌های مختلف تولید شده برای عملکرد مورد نظرشان در بتن ارزیابی شدند و سپس بتن سبک (LWC)  ساخته شد. همچنین از یک سنگدانه سبک تجاری به نام  LECA برای ارزیابی و تولید بتن به‌صورت جداگانه و در ترکیب با سنگدانه‌های تولید شده استفاده می‌کنیم[22].

نتایج نشان داد که سنگدانه‌های تولید شده از طریق فرآیند گرانوله‌سازی برای بتن سبک  (LWC) مناسب هستند و با  LECA تجاری قابل مقایسه می‌باشند. اگرچه سنگدانه‌های تولید شده از  LECA سنگین‌تر بودند، اما ترکیب ۵۰٪ از سنگدانه‌های تولید شده و  LECA پیشنهاد می‌شود. همچنین، ارزیابی تأثیرات زیست‌محیطی بهینه‌ترین گزینه گرانوله‌سازی را برای استفاده از ضایعات ریزدانه پسماندهای ساخت و تخریب  در بتن جدید تضمین می‌کند. محاسبه حفظ زمین از طریق استفاده از ضایعات  پسماندهای ساخت و تخریب  در ساخت‌وساز، فواید اضافی در راستای دستیابی به پایداری را نشان می‌دهد.

مواد سنگدانه حدود ۷۵٪ حجم بتن را اشغال می‌کنند. مطالعات زیادی بر روی استفاده موثر از ضایعات  پسماندهای ساخت و تخریب  به عنوان مصالح سنگدانه در بتن تازه انجام شده است. سنگدانه‌ای که از خرد کردن بتن قدیمی تولید می‌شود به عنوان سنگدانه بازیافتی (درشت و ریز) شناخته می‌شود. با این حال، توصیه‌ها برای استفاده از سنگدانه‌های درشت بازیافتی معمولاً به ۲۰ تا ۳۰ درصد محدود است. در مقابل، تمرکز کمتری بر سنگدانه‌های ریز بازیافتی شده است، اگرچه تولید سنگدانه‌های ریز از ضایعات  پسماندهای ساخت و تخریب  حدود ۳۰ تا ۴۰ درصد است. یکی از استفاده‌های متداول از سنگدانه‌های ریز بازیافتی به‌عنوان ماده پایه در جاده‌سازی است، اما این روش پایدارترین گزینه نیست؛ چرا که ممکن است به آلودگی خاک و آب منجر شود.

در صنایع مختلف تولید بتن نیز یک محصول جانبی به نام پودر ریز بتن بازیافتی تولید می‌شود. این ماده در فرآیندهای مختلفی مانند خرد کردن و ساخت سنگدانه از ضایعات پسماندهای ساخت و تخریب  ، برش قطعات پیش‌ساخته بتن، و پردازش ضایعات در کارخانه‌های بتن آماده به وجود می‌آید. پودر ضایعات ریز بتن به آلودگی خاک و آب‌های اطراف حساس‌تر است و می‌تواند آلودگی هوا ایجاد کند؛ بنابراین، یک راه‌حل پایدار برای مدیریت پودر ضایعات بتن مورد نیاز است. تحقیقات اخیر نشان داده‌اند که می‌توان این پودر را از طریق فرآیندهای گرانوله‌سازی به سنگدانه تبدیل کرد. ضایعات بتن ریزدانه همراه با محصولات جانبی صنعتی دیگر، گرانوله شده تا سنگدانه‌های سبک تولید شود.

در این مطالعه، MA1، MA2، و MA3 به سه نوع مختلف از سنگدانه‌های تولید شده از ضایعات ریز بتن اشاره دارند که از منابع و ترکیبات مختلف تولید شده‌اند. جزئیات این سنگدانه‌ها به شرح زیر است:

  1.  MA1  این سنگدانه از ضایعات ریز بتن آماده تولید شده است. برای تولید MA1، ۷۰٪ از ضایعات ریز بتن و ۳۰٪ مواد اتصال‌دهنده استفاده شده است. در فرآیند گرانوله‌سازی، این پودر بتن ریز با سرباره و آب ترکیب و در اتاق کنترل رطوبت برای پخت قرار داده می‌شود.
  2. MA2  این سنگدانه از ضایعات ریز بتن از صنعت قطعات پیش‌ساخته تهیه شده است. این ترکیب شامل ۵۰٪ ضایعات ریز بتن و ۵۰٪ مواد اتصال‌دهنده است که از ۳۰٪ خاکستر بادی و ۷۰٪ سرباره کوره بلند به عنوان ماده هم‌اتصالی ساخته شده و برای پیوند از مایع  NaOH استفاده می‌شود. این سنگدانه در دمای ۶۰ درجه سانتی‌گراد و به مدت ۲۴ ساعت در فر قرار داده می‌شود.
  3. MA3  این سنگدانه از ضایعات ملات ژئوپلیمری بازیافتی تولید شده است. ترکیب  MA3 شامل ۷۰٪ پودر ژئوپلیمر ریز و ۳۰٪ سرباره کوره بلند به عنوان ماده اتصال‌دهنده است و از ۳٪ سیلیکات سدیم به عنوان هم‌اتصالی استفاده می‌شود. پخت این سنگدانه در شرایط محیطی (بدون نیاز به فر) انجام می‌شود.

این سه نوع سنگدانه تولید شده با روش‌های مختلف گرانوله‌سازی تولید شده‌اند و در این مطالعه برای ارزیابی عملکرد و تأثیرات زیست‌محیطی در تولید بتن سبک مورد استفاده قرار گرفته‌اند.

سنگدانه‌های تولید شده MA1، MA2، MA3 هر کدام دارای ترکیبات و فرآیندهای متفاوتی هستند که تأثیرات زیست‌محیطی مختلفی ایجاد می‌کنند:

    •  MA1 تأثیرات زیست‌محیطی نسبی بیشتری در شاخص‌های  GWP و  ADP دارد.
    •  MA2 با کاهش جزئی در تأثیرات زیست‌محیطی، گزینه‌ای پایدارتر به شمار می‌آید.
    • MA3  کمترین تأثیر را در شاخص‌های تقاضای انرژی تجمعی (CED)  و کاهش منابع تجدیدناپذیر (ADP) دارد.

از میان سنگدانه‌های تولید شده،  MA3 کمترین تأثیرات زیست‌محیطی را دارد و می‌تواند گزینه بهتری برای بتن سازگار با محیط زیست باشد.

منابع:

Slide62

استفاده از فاضلاب

فاضلاب

با توجه به کمبود منابع آب در بسیاری از نقاط جهان، بازاستفاده از فاضلاب، به‌ویژه در تولید بتن، به یک گزینه مهم و پایدار تبدیل شده است. طبق مطالعات اخیر، کمبود آب آشامیدنی یکی از مهم‌ترین مشکلات زیست‌محیطی است که بر میلیون‌ها نفر در سراسر جهان تأثیر می‌گذارد. نیاز صنعت بتن به آب فراوان برای مخلوط کردن و عمل‌آوری بتن، این مشکل را تشدید کرده است.

مزایای زیست‌محیطی استفاده از فاضلاب در بتن سبز استفاده از فاضلاب در تولید بتن سبز، می‌تواند به کاهش مصرف منابع آب شیرین و همچنین کاهش تولید گازهای گلخانه‌ای کمک کند. این رویکرد، هم ه حفظ منابع آب شیرین برای نسل‌های آینده کمک می‌کند و هم به ساختار اقتصادی و پایدار صنعت بتن کمک می‌نماید.

با بررسی کامل خواص فیزیکی و شیمیایی فاضلاب بازیافتی میتوان امکان استفاده از آن به‌عنوان جایگزینی برای آب شیرین در بتن سبز مشخص کرد. این بررسی شامل ارزیابی ترکیبات شیمیایی، میزان آلاینده‌ها، و تأثیرات فیزیکی فاضلاب بازیافتی بر خواص بتن است.

  • سولفات‌ها : وجود سولفات‌ها در آب می‌تواند باعث انبساط و ترک‌خوردگی بتن شود، به‌ویژه در محیط‌های سرد. بنابراین، مقدار سولفات در فاضلاب بازیافتی باید تحت کنترل باشد تا از ایجاد آسیب در طول عمر بتن جلوگیری شود.
  • کلریدها: کلریدها می‌توانند باعث خوردگی میلگردهای فولادی در بتن مسلح شوند. میزان کلرید در فاضلاب بازیافتی باید به اندازه‌ای باشد که با استانداردهای بین‌المللی مطابقت داشته و خطر خوردگی را به حداقل برساند.
  • نیترات‌ها و فسفات‌ها : نیترات‌ها و فسفات‌ها ممکن است بر واکنش‌های شیمیایی داخل بتن تأثیر بگذارند. کنترل سطح این ترکیبات به بهبود کیفیت و دوام بتن کمک می‌کند.

ویژگی‌های فیزیکی فاضلاب بازیافتی شامل مواردی چون pH، شفافیت، میزان مواد جامد محلول (TDS)، و دما است.

  • pH : میزان اسیدی یا بازی بودن آب نقش مهمی در واکنش‌های شیمیایی داخل بتن دارد. pH فاضلاب بازیافتی باید در محدوده‌ای باشد که برای استفاده در بتن مناسب باشد و بتواند واکنش هیدراتاسیون سیمان را بدون مشکل ادامه دهد.
  • مواد جامد محلول :TDS  نشان‌دهنده مقدار مواد معدنی محلول در آب است. مقادیر بالا می‌تواند باعث تغییر خواص بتن، کاهش استحکام و دوام آن شود. فاضلاب بازیافتی باید از نظر TDS در محدوده مجاز برای بتن باشد.
  • دما: دمای آب مورد استفاده در مخلوط بتن می‌تواند بر روند هیدراتاسیون تأثیر بگذارد. اگر دمای فاضلاب بازیافتی خیلی بالا یا پایین باشد، ممکن است نیاز به تنظیمات خاص در مخلوط بتن وجود داشته باشد.

ویژگی‌های دوام بتن سبز نشان‌دهنده توانایی این ماده در مقاومت در برابر سایش، تخریب شیمیایی و نوسانات آب‌وهوایی است و در عین حال، حفظ ویژگی‌های مهندسی مورد نظر آن را تضمین می‌کند. دوام بتن سبز در مقابل عوامل محیطی، به‌ویژه زمانی که با فاضلاب بازیافتی تولید می‌شود، برای افزایش طول عمر سازه‌های بتنی بسیار اهمیت دارد.

مقاومت در برابر حملات شیمیایی

یکی از مهم‌ترین خصوصیات بتن سبز، توانایی آن در مقاومت در برابر حملات شیمیایی است. حملات شیمیایی معمولاً شامل تماس بتن با اسیدها، سولفات‌ها و مواد قلیایی صنعتی می‌شود که ممکن است باعث انحلال یا افزایش حجم محصولات در بتن شوند. به عنوان مثال، حمله سولفاتی که با فاضلاب‌های مختلف تحت درمان یا نشده انجام شده، نشان داده است که در وزن بتن افزایش ناچیزی در حدود 1/1٪ تا ۲٪ ایجاد می‌کند​.

جذب آب و مقاومت الکتریکی

آزمایش‌های جذب آب نشان می‌دهد که کاهش جذب آب بتن سبز، دوام آن را در برابر شرایط محیطی بهبود می‌بخشد. نتایج نشان داد که استفاده از فاضلاب تصفیه شده صنعتی به‌طور متوسط موجب افزایش 7/7٪ در مقاومت الکتریکی می‌شود و این یافته‌ها نشان می‌دهند که استفاده از فاضلاب به جای آب شیرین تأثیر منفی قابل‌توجهی بر ویژگی‌های دوام بتن سبز ندارد.

ضریب انتشار یون کلرید

یون‌های کلرید می‌توانند از طریق مکش مویرگی به بتن سبز نفوذ کرده و باعث خوردگی میلگردهای تقویتی شوند که باعث کاهش مقاومت سازه می‌شود. یافته‌های برخی از آزمایش‌ها نشان داده‌اند که با افزایش نسبت آب به سیمان و سطح COD، عمق نفوذ یون‌های کلرید کاهش می‌یابد که باعث کاهش دوام بتن سبز می‌شود.

این بررسی‌ها نشان‌دهنده اهمیت کنترل کیفیت فاضلاب و ترکیبات شیمیایی آن در تولید بتن سبز و حفظ دوام آن در برابر عوامل محیطی هستند.

منابع:

Slide61

استفاده از پلاستیک در بتن بازیافتی

پلاستیک

پلاستیک به دلیل هزینه پایین، دوام، وزن کم و کاربردهای گسترده به بخشی جدایی‌ناپذیر از زندگی روزمره ما تبدیل شده است. تولید تجاری پلاستیک از حدود سال ۱۹۵۰ آغاز شد و در سال ۲۰۲۱ به 7/390 میلیون تن در سطح جهان رسید. صنعت پلاستیک در هند نیز در سال‌های اخیر به‌شدت گسترش یافته است. در دهه ۸۰، بازیافت و سوزاندن به‌عنوان روش‌های جایگزین برای مدیریت پسماند پلاستیک معرفی شدند، اما همچنان بخش قابل‌توجهی از پسماند پلاستیک در محل دفن زباله دفن می‌شود یا به محیط زیست نشت می‌کند.

اگرچه پلاستیک‌ها عموماً قابل بازیافت هستند، اما به دلیل تخریب تدریجی، فقط ۲-۳ بار قابل بازیافت‌اند و پلاستیک‌های بازیافتی به دلیل داشتن افزودنی‌ها و رنگ‌ها برای محیط زیست مضرتر هستند. وقتی پلاستیک در محل دفن زباله دور ریخته می‌شود، مواد شیمیایی سمی و افزودنی‌های پلاستیکی به آب‌های زیرزمینی نشت کرده و گازهای گلخانه‌ای آزاد می‌شوند که به محیط زیست آسیب می‌رساند. از سوی دیگر، حجم زیادی از پسماندهای جمع‌آوری‌نشده پلاستیک به آب‌ها نشت کرده و باعث آلودگی میکروپلاستیکی و اختلال در محیط آبی می‌شود. به‌طور میانگین، سالانه ۱۴ میلیون تن پلاستیک جدید به اقیانوس‌ها راه پیدا می‌کند و گزارش‌ها حاکی از آن است که تعداد زیادی از گونه دریایی پلاستیک‌ها را بلعیده‌اند که بسیاری از آنها در نتیجه این مسمومیت تلف شده‌اند.

پلاستیک بازیافتی

مصرف جهانی سنگدانه‌ها برای اهداف ساخت و ساز در سال ۲۰۱۵ به حدود 3/48 میلیارد تن متریک تخمین زده شد و سالانه ۵٪ افزایش می‌یابد. این استخراج بیش از حد و ناپایدار سنگدانه‌های طبیعی به روش‌های مختلفی به محیط زیست آسیب می‌زند، مانند تغییر کاربری زمین، تغییر در چشم‌انداز، از دست رفتن زیستگاه، آلودگی صوتی، گرد و غبار، فرسایش، رسوب‌گذاری و غیره. استخراج بیش از حد ماسه می‌تواند بستر رودخانه را تغییر دهد، رودخانه را مجبور به تغییر مسیر کند، سواحل را فرسایش دهد و منجر به سیلاب شود همچنین منابع طبیعی برای تأمین تقاضا دچار مشکل هستند و زمان آن رسیده تا جایگزین‌هایی برای سنگدانه‌های طبیعی در بتن پیدا شود تا آن را پایدارتر کند.

اخیراً مطالعاتی در مورد استفاده از سنگدانه پلاستیکی در بتن به‌عنوان جایگزین جزئی سنگدانه‌های طبیعی متعارف انجام شده است که به طور همزمان دو چالش جهانی استخراج سنگدانه‌های طبیعی و مدیریت نادرست پسماند پلاستیک را برطرف می‌کند. اگرچه مطالعات نشان می‌دهد که افزودن پلاستیک به بتن برخی از خواص مکانیکی را تغییر می‌دهد و مقاومت فشاری را کاهش می‌دهد، اما تا درصد معینی از جایگزینی قابل‌قبول است.

اضافه کردن پلاستیک به بتن می‌تواند به بهبود برخی ویژگی‌های بتن مانند عایق حرارتی و صوتی کمک کند. پلاستیک به دلیل ضریب هدایت حرارتی پایین خود، باعث کاهش انتقال حرارت در بتن می‌شود. این خاصیت به ویژه در ساختمان‌های با نیازهای عایق‌بندی حرارتی می‌تواند مفید باشد. همچنین، بتن‌های حاوی پلاستیک به دلیل ساختار داخلی خود، توانایی جذب صدا را نیز دارند، که این خاصیت در ساخت دیوارهای حائل صوتی و ساختمان‌های شلوغ کاربرد دارد.

یکی از چالش‌های اصلی استفاده از پلاستیک در بتن، کاهش مقاومت فشاری و کششی بتن است. پلاستیک‌ها به دلیل عدم توانایی در ایجاد پیوند مناسب با سیمان، باعث افزایش تخلخل بتن و در نتیجه کاهش مقاومت آن می‌شوند. مقاله به روش‌هایی مانند استفاده از پرتوهای گاما و پلاسمای سطحی برای بهبود پیوند بین پلاستیک و سیمان اشاره می‌کند که می‌تواند به کاهش این مشکل کمک کند.

نمونه‌های ساخته شده بلوک با استفاده از پلاستیک‌های بازیافتی

روش‌های بازیافت پلاستیک

  1. روش‌های مکانیکی شامل کاهش اندازه، جداسازی، شستشو، خشک کردن، اکستروژن، خنک‌سازی آبی و در نهایت گلوله‌سازی هستند.
  2. روش‌های حرارتی شامل ذوب یا نرم کردن پلاستیک و سپس تبدیل آن به شکل دیگری از طریق تکنیک‌هایی مانند اکستروژن یا قالب‌گیری فشاری هستند.
  3. روش‌های شیمیایی به تجزیه مولکولی پلاستیک و تبدیل آن به مواد جدید منجر می‌شوند.

محدودیت‌ها و چالش‌های بازیافت پلاستیک

  1. جریان ضایعات شهری: بخش عمده‌ای از پسماندهای پلاستیکی در جریان زباله‌های جامد شهری وجود دارد که فرآیند جداسازی را پیچیده‌تر می‌کند.
  2. دسته‌بندی پلاستیک‌ها:  پلاستیک‌ها باید قبل از بازیافت بر اساس نوع، خواص فیزیکی، حرارتی و میکروسکوپی جدا شوند، که این موضوع بهره‌وری بازیافت را کاهش می‌دهد.
  3. تخریب خواص پلاستیک : اکثر پلاستیک‌ها تنها یک بار می‌توانند بازیافت شوند، زیرا خواص آن‌ها در طی فرآیند بازیافت کاهش می‌یابد و معمولاً نمی‌توانند برای هدف اولیه خود بازیافت شوند. این منجر به تولید محصولات با کیفیت پایین‌تر می‌شود که قابل بازیافت مجدد نیستند.
  4. مشکلات فنی و اقتصادی: بازیافت پلاستیک اغلب به دلیل آلودگی‌های موجود در آن‌ها هزینه‌بر است و منجر به کاهش قیمت و کیفیت نسبت به پلاستیک خام می‌شود.
  5. عدم وجود قوانین سختگیرانه و آگاهی عمومی :  در بسیاری از کشورها، به‌ویژه کشورهایی که دارای مناطق بیابانی بزرگ هستند (مانند عربستان سعودی)، هزینه کم دفن زباله و عدم قوانین سختگیرانه، رفتارهای ناپایدار در دفع پلاستیک را تقویت می‌کند.

این چالش‌ها نشان‌دهنده نیاز به توسعه زیرساخت‌ها و روش‌های بازیافت کارآمدتر و همچنین افزایش آگاهی عمومی و تدوین قوانین سختگیرانه‌تر در مدیریت پسماند پلاستیک است.

نمونه بتن ساخته شده با کمک پلاستیک بازیافتی

تاثیرات زیست‌محیطی

  1. آلودگی گسترده محیط زیست و اتمسفر: دفن پسماندهای پلاستیکی همراه با پسماندهای جامد شهری  حدود 3.4 تا 3.9 درصد از انتشار گازهای مضر جهانی مانند دی‌اکسید کربن، اکسید نیتروژن و دی‌اکسید گوگرد را ایجاد می‌کند و مواد خطرناکی مانند متان را نشت می‌دهد.
  2. تجزیه کند پلاستیک‌ها: پلاستیک‌ها به کندی تجزیه می‌شوند و به صورت پلیمرهای غیرزیستی باقی می‌مانند که می‌توانند اکوسیستم‌ها را برای هزاران سال مسموم کنند.
  3. سوزاندن پلاستیک: سوزاندن یا احتراق پسماندهای پلاستیکی نیز راه‌حل موثری نیست، زیرا باعث تولید آلاینده‌های هوا و پسماندهای سمی می‌شود.

جدول (1) : مقدار پسماند پلاستیک تولید، بازیافت و دفع شده در مناطق مختلف[11].

منطقه

پسماند پلاستیک تولیدی (میلیون تن)

بازیافت پلاستیک (%)

دفع پلاستیک (%)

عربستان سعودی

7/2

15-10

90-85

ایالات متحده

32

8/8

80

کشورهای اروپایی

8/25

7/29

8/30

بریتانیا

3

28

41

 

جدول ( 2) : نسبت اجزای اصلی در تولید پلاستیک و جریان پسماند پلاستیکی[11].

نوع پلاستیک

تولید جهانی پلاستیک (%)

جریان پسماند پلاستیک (%)

پلی‌اتیلن خطی/کم‌چگالی (LLDPE/LDPE)

29

ایالات متحده: 2/23

پلی‌اتیلن سنگین (HDPE)

4/17

اتحادیه اروپا: 3/17

پلی‌اتیلن ترفتالات (PET)

20

ایالات متحده: 2/14

پلی‌پروپیلن (PP)

18

اتحادیه اروپا: 6/22

سایر

33

ایالات متحده: 5/22

 

این اطلاعات به وضوح نشان‌دهنده چالش‌های بزرگ در مدیریت و دفع پسماند پلاستیک است و نیاز به راهکارهای پایدارتر و کارآمدتر برای کاهش اثرات زیست‌محیطی آن را نشان می‌دهد.

منابع:

Hashmi, A.F., Khan, M.S., Bilal, M., Shariq, M. and Baqi, A., 2022. Green concrete: an eco-friendly alternative to the OPC concrete. Construction, 2(2), pp.93-103.

Liew, K.M., Sojobi, A.O. and Zhang, L.W., 2017. Green concrete: Prospects and challenges. Construction and building materials, 156, pp.1063-1095.

Zhang, S., Ghouleh, Z. and Shao, Y., 2021. Green concrete made from MSWI residues derived eco-cement and bottom ash aggregates. Construction and Building Materials, 297, p.123818.

Ahmed, W. and Lim, C.W., 2022. Effective recycling of disposable medical face masks for sustainable green concrete via a new fiber hybridization technique. Construction and Building Materials, 344, p.128245.

Chen, H., Chow, C.L. and Lau, D., 2022. Developing green and sustainable concrete in integrating with different urban wastes. Journal of Cleaner Production, 368, p.133057.

Alqahtani, F.K., Sherif, M.A. and Ghanem, A.M., 2023. Green lightweight concrete utilizing sustainable processed recycled plastic aggregates: Technical, economic and environmental assessment. Construction and Building Materials, 393, p.132027.

Slide60

استفاده از لاستیک در بتن سبز

لاستیک

لاستیک ضایعاتی یکی از مواد زائد جامدی است که به دلیل آلودگی‌های ناشی از دفن زباله، آزادسازی آلاینده‌های مضر و گازهای سمی می‌تواند آسیب‌های زیست‌محیطی قابل توجهی ایجاد کند. هر ساله میلیون‌ها تایر در سراسر جهان دور ریخته می‌شوند که خطرات زیادی برای محیط زیست به همراه دارند.  طبق گزارش انجمن تولیدکنندگان لاستیک، ایالات متحده در سال 2011 حدود 8/265 میلیون تایر ضایعاتی تولید کرده است که بیش از 80 میلیون تایر از این تعداد هنوز در انبارها ذخیره می‌شوند. در بریتانیا، حدود 37 میلیون تایر خودرو و کامیون هر ساله دور ریخته می‌شود و انتظار می‌رود که این تعداد تا سال 2021 به دلیل افزایش ترافیک جاده‌ای 63 درصد افزایش یابد. همچنین، در سال 2010 بیش از 2/3 میلیون تن تایر استفاده‌شده در اروپا و آمریکا تولید شد که معادل حدود 220 میلیون تایر است. تولید جهانی تایرها حدود 4/1 میلیارد تایر است که منجر به تولید سالانه حدود 17 میلیون تن تایر ضایعاتی می‌شود و تایرهای ضایعاتی 2 درصد از کل زباله‌های جامد سالانه جهان را تشکیل می‌دهند.

لاستیک بازیافتی

علاوه بر این، در سال 2018، تولید جهانی لاستیک طبیعی به نزدیک 9/13 میلیون تن رسید که 91 درصد از این تولید متعلق به منطقه آسیا و اقیانوسیه بود. در مقابل، اروپا، خاورمیانه و آفریقا در مجموع 5/6 درصد از لاستیک طبیعی جهان را تولید کردند تایرهای ضایعاتی ممکن است برای تولید انرژی سوزانده شوند و به عنوان سوخت برای کوره‌های سیمان و کاربردهای دیگر استفاده شوند.

شکل زیر در مورد دفع لاستیک‌های ضایعاتی در ایالات متحده در سال 2017 ارائه شده است. طبق این نمودار، تنها 16٪ از لاستیک‌های دور انداخته شده در محل‌های دفن زباله دفع می‌شوند، در حالی که مابقی به روش‌های دیگری بازیافت می‌شوند. به طور کلی، استفاده مجدد از لاستیک‌ها برای بازیابی انرژی و به‌کارگیری آن‌ها در مواد مهندسی مدنی یکی از راهکارهای مؤثر برای کاهش ضایعات لاستیک محسوب می‌شود. 

دفع لاستیک زباله در ایالات متحده آمریکا

شکل زیر به بازیابی مواد از لاستیک‌های ضایعاتی در اتحادیه اروپا در سال 2019 می‌پردازد. طبق داده‌های این شکل، استفاده مجدد از لاستیک‌های ضایعاتی در اتحادیه اروپا شامل بازیافت آن‌ها برای کاربردهای مختلف صنعتی و ساخت‌وساز است. حدود 6٪ تا 8٪ از لاستیک‌های دور ریخته شده به‌عنوان مواد مهندسی مدنی مورد استفاده مجدد قرار می‌گیرند. این روش بازیابی نه تنها به حفاظت از محیط زیست کمک می‌کند، بلکه اثرات اقتصادی مثبتی نیز دارد.

بازیابی مواد لاستیک زباله در اتحادیه اروپا

مشکل اصلی دفن زباله این است که مقدار زیادی از زمین را اشغال می‌کند، آب‌های زیرزمینی و خاک را آلوده می‌کند و باعث شستشوی فلزات از تایرها می‌شود. همچنین مکان‌های پرورش پشه‌ها را فراهم می‌کند. از طرف دیگر، روش پیرولیز به دلیل تولید پودر کربن سیاه، آلودگی هوا را به همراه دارد. به همین دلیل، محققان به این نتیجه رسیده‌اند که بهترین روش دفع ضایعات، بازیافت است، زیرا علاوه بر پایداری اقتصادی، به حفظ محیط زیست نیز کمک می‌کند.

جایگزینی سنگدانه‌های ریز تا سقف 25 درصد با لاستیک ضایعاتی همچنان استحکام و ویژگی‌های شکل‌پذیری مناسبی در مقایسه با بتن معمولی ارائه می‌دهد. علاوه بر این، هنگامی که سنگدانه‌های ریز لاستیک بازیافتی 25 درصد از سنگدانه‌های طبیعی را جایگزین می‌کنند، تخلخل بتن نسبت به بتن خودمتراکم تا 30 درصد افزایش می‌یابد که علت آن افزایش محتوای هوا است. چگالی سنگدانه‌های طبیعی معمولاً بیشتر از سنگدانه‌های لاستیکی است. بنابراین، جایگزینی سنگدانه‌های ریز طبیعی با سنگدانه‌های ریز لاستیکی، به کاهش چگالی کلی بتن منجر می‌شود. از آنجا که لاستیک ضایعاتی به عنوان حفره در ماتریس کلی بتن عمل می‌کند، تخلخل بتن را افزایش داده و باعث کاهش وزن اولیه می‌شود.

استفاده از لاستیک بازیافتی در بتن

استفاده از لاستیک‌های ضایعاتی در صنعت ساخت‌وساز

استفاده از لاستیک‌های ضایعاتی در صنعت ساخت‌وساز یک راهکار فنی جذاب برای کاهش ضایعات است.  از لاستیک‌های ضایعاتی می‌توان در ساخت اعضای سازه‌ای با چگالی کم، مقاومت متوسط و استحکام بالا، عایق‌های حرارتی و صوتی، سازه‌های هیدرولیکی مانند تخلیه‌گاه سدها و تونل‌ها و پارکینگ‌ها استفاده کرد. این کاربردها باعث دفع ایمن لاستیک‌های مصرف‌شده و کاهش تقاضا برای سنگدانه‌های طبیعی می‌شود.

ویژگی‌های بتن لاستیکی و تاثیرات استفاده از لاستیک خرد شده

با افزایش اندازه و مقدار سنگدانه‌های لاستیکی، کارایی بتن لاستیکی کاهش می‌یابد. با این حال، مطالعات گذشته نشان داده‌اند که با استفاده از افزودنی‌هایی مانند دوده سیلیسی و فوق‌روان‌کننده‌ها می‌توان کارایی را بهبود بخشید.  به دلیل کاهش وزن مخصوص سنگدانه‌های لاستیکی، تراکم بتن لاستیکی با افزایش محتوا کاهش می‌یابد. این خاصیت باعث می‌شود بتن لاستیکی برای سازه‌های سبک‌وزن مناسب باشد، البته به شرطی که مقاومت فشاری قابل‌قبول باشد.

افزودن لاستیک به بتن معمولا منجر به کاهش ویژگی‌های مکانیکی می‌شود و با افزایش محتوا و اندازه لاستیک، این کاهش بیشتر می‌شود. دلیل اصلی این امر، اتصال ضعیف بین ماتریس سیمان و سنگدانه‌های خرد شده و وجود حفره‌هاست.

برای حفظ مقاومت فشاری، توصیه می‌شود که مقدار سنگدانه‌های لاستیکی به کمتر از 20٪ محدود شود. کاهش در مقاومت خمشی، کششی و مدول الاستیسیته کمتر از کاهش مقاومت فشاری است. همچنین، استفاده از سطوح پایین جایگزینی می‌تواند اثرات مثبتی بر مقاومت کششی داشته باشد، زیرا انعطاف‌پذیری لاستیک باعث کاهش شکست‌های شکننده تحت بار کششی می‌شود. افزودنی‌هایی مانند دوده سیلیسی و پیش‌پردازش‌هایی مانند محلول NaOH باعث افزایش مقاومت می‌شوند.

منابع:

Imbabi, M.S., Carrigan, C. and McKenna, S., 2012. Trends and developments in green cement and concrete technology. International Journal of Sustainable Built Environment, 1(2), pp.194-216.

Sabbrojjaman, M., Liu, Y. and Tafsirojjaman, T., 2024. A comparative review on the utilisation of recycled waste glass, ceramic and rubber as fine aggregate on high performance concrete: Mechanical and durability properties. Developments in the Built Environment, p.100371.

Qaidi, S.M., Dinkha, Y.Z., Haido, J.H., Ali, M.H. and Tayeh, B.A., 2021. Engineering properties of sustainable green concrete incorporating eco-friendly aggregate of crumb rubber: A review. Journal of Cleaner Production, 324, p.129251.

Slide5

گزارش حضور شرکت دانش‌بنیان فهاب بتن در بیست‌وسومین همایش روز بتن و هفدهمین کنفرانس ملی بتن

بیست‌وسومین همایش روز بتن و هفدهمین کنفرانس ملی بتن، در تاریخ ۱۵ الی ۱۷ مهرماه ۱۴۰۴، با میزبانی دانشگاه آزاد اسلامی واحد مرکزی و در فضایی متفاوت نسبت به سال‌های گذشته برگزار شد. شرکت دانش‌بنیان فهاب بتن، همچون سال‌های پیشین، حضوری فعال و اثرگذار در این رویداد ملی داشت و در بخش‌های گوناگون از جمله کارگاه‌های تخصصی، رونمایی از نشریات علمی و حضور در نمایشگاه مشارکت چشمگیری ایفا کرد. در ادامه، گزارشی از مهم‌ترین فعالیت‌های این شرکت در جریان این همایش ارائه می‌شود.

ارائه کارگاه تخصصی در هفدهمین کنفرانس ملی بتن

کنفرانس ملی بتن، همواره بخش جدایی‌ناپذیر از همایش روز بتن است که در آن اساتید برجسته و شرکت‌های فعال حوزه سیمان و بتن، به ارائه آخرین دستاوردها و تحقیقات خود می‌پردازند.

شرکت دانش‌بنیان فهاب بتن در این دوره، کارگاهی با عنوان «الیاف؛ پلی میان نیاز امروز و الزامات آینده» برگزار کرد. این کارگاه که حاصل پژوهش‌ها و مطالعات تخصصی تیم تحقیق و توسعه فهاب بتن بود، توسط مهندس محمدجواد محمدی، مهندس امیرهمایون ثابتی مطلق، دکتر محمد علی‌دوستی و دکتر علیرضا باقری ارائه شد.

ویدئوی کامل این کارگاه به‌زودی از طریق رسانه‌های رسمی شرکت فهاب بتن منتشر خواهد شد تا علاقه‌مندان و متخصصان بتوانند از محتوای علمی آن بهره‌مند شوند.

رونمایی از دومین شماره مجله علمی–تخصصی "فصل بتن"

هم‌زمان با برگزاری کنفرانس، شرکت فهاب بتن از دومین شماره مجله علمی– تخصصی خود با موضوع «بتن الیافی» رونمایی کرد. پس از استقبال گسترده از نخستین شماره این مجله با موضوع «بتن خودتراکم»، دومین شماره نیز در راستای گسترش دانش و تبادل تجربیات در صنعت بتن منتشر گردید.

علاقه‌مندان می‌توانند برای مطالعه یا دانلود نسخه الکترونیکی هر دو شماره مجله، به بخش «فصل بتن» در وب‌سایت رسمی شرکت فهاب بتن مراجعه نمایند.

حضور در نمایشگاه و تعامل با فعالان صنعت

شرکت دانش‌بنیان فهاب بتن، در بخش نمایشگاهی این رویداد نیز حضوری پررنگ داشت. در جریان سه روز برگزاری همایش، کارشناسان و مدیران شرکت با فعالان صنعت، اساتید دانشگاه و دانشجویان رشته‌های مرتبط به گفت‌وگو و تبادل نظر پرداختند. این حضور علاوه بر تقویت همکاری‌های علمی و صنعتی، فرصتی فراهم آورد تا دانشجویان از تجربیات عملی متخصصان فهاب بتن در مسیر پژوهش و فعالیت‌های دانشگاهی خود بهره‌مند شوند. این اقدام، در راستای تحقق شعار همیشگی شرکت فهاب بتن مبنی بر ارتباط مؤثر دانشگاه و صنعت صورت پذیرفت.

تقدیر در مراسم اختتامیه

در آیین اختتامیه این رویداد که در سالن غدیر دانشگاه آزاد اسلامی واحد مرکزی برگزار شد، ضمن معرفی طرح‌های برتر بتنی سال گذشته، از شرکت دانش‌بنیان فهاب بتن به پاس حضور فعال و حمایت مستمر از همایش، تقدیر و تشکر ویژه به عمل آمد. همچنین به‌منظور قدردانی از حمایت‌های این شرکت از تیم‌های دانشجویی حاضر در مسابقات بتن، لوح یادبود ویژه‌ای به نمایندگان شرکت اهدا گردید.

جمع‌بندی

بیست‌وسومین همایش روز بتن و هفدهمین کنفرانس ملی بتن، با تغییر در محل برگزاری و تنوع در بخش‌های علمی و نمایشگاهی، رویدادی متمایز نسبت به سال‌های گذشته رقم زد. حضور فعال شرکت دانش‌بنیان فهاب بتن در تمامی بخش‌های این رویداد، از جمله برگزاری کارگاه‌های تخصصی، رونمایی از مجله علمی، مشارکت در نمایشگاه و حمایت از برنامه‌های دانشجویی، بار دیگر نقش برجسته این مجموعه را در توسعه دانش فنی و ارتقای صنعت بتن کشور تثبیت کرد.

این حضور مؤثر نشان‌دهنده تعهد پایدار فهاب بتن به مسیر نوآوری، آموزش و پیوند میان صنعت و دانشگاه است؛ مسیری که این شرکت همواره در آن پیشگام بوده و خواهد بود.