ساختمان سازی سبز: فناوری‌های جدید برای تولید سیمان کم‌آلاینده
مهر ۱۴۰۲ – ادمین – مقالات
-
در سال های اخیر با توجه به معضلات زیست محیطی فراوان مانند نازك شدن لایه اوزن، گرم شدن کره زمین به دلیل انتشار بیش از حد دی‌اکسیدکربن، نیاز به کاهش آلاینده هاي زیست محیطی در تولید و ارائه خدمات انواع صنایع مختلف، بیش از همیشه احساس می شود. بتن به عنوان مصالح برگزیده قرن در صنعت ساخت داراي جایگاه ویژه اي است، این ماده پس از آب پر مصرف ترین مصالح مصرفی بشر به حساب می آید. اما مشکل از اینجا ایجاد میشود که ۷ درصد از آلایندگی ناشی از پخش دی‌اکسید کربن در کل زمین به سبب تولید مواد ساختمانی پدید می‌آید. یکی از درخواست های دوست داران محیط زیست، ساخت بتن با حداقل آلاینده های زیست محیطی بوده که بتن سبز (بتن سازگار با محیط زیست)، نام داشته و در حال حاضر در کشورهای توسعه یافته، بسیار رونق دارد. در این مقاله به ارائه راهکارهای اجرایی برای کاهش اثرات زیست محیطی صنعت بتن پرداخته و نشان داده شده است که با ظرفیت های موجود میتوان با علمی تر و به روزتر شدن صنعت بتن، گام هایی موثر جهت حفاظت از محیط زیست برداشت.
- یکی از راه های کاهش آلایندگی، جمع آوری دی‌اکسید کربن از هوا و تبدیل آن به فیبر کربن است. یعنی گازی که برای ما مضر است جمع آوری و به ماده ای سخت و البته سبک وزن تبدیل می شود. برای مثال آلاینده های خروجی از نیروگاه های سیمان به بدنه ی هواپیما یا خودرو تبدیل شوند! علاوه بر این قادر به تولید نانو لوله های کربنی است که می توانند اساس همه چیز از مواد کامپوزیتی گرفته تا باتری ها را تشکیل دهند. این فرایند امروزه با پیوند یک کارگاه کوچک C2CNT به لوله های خروجی یک کارخانه ی سیمان و جذب تمامی CO2 موجود در آن میتواند دی‌اکسید کربن را جدا و به نانو لوله های کربنی و اکسیژن تبدیل کند. اکسیژن به دست آمده از این فرآیند مجدّداً به کوره ی کارخانه ی سیمان پمپاژ می شود و به گرم شدن بیشتر کوره بدون نیاز به سوخت بیشتر کمک می کند. در نتیجه، هزینه تولید سیمان هم پایین میاید و کارخانه سیمان میتواند نانو لوله های کربنی تولید شده را در بازار آزاد فروخته و سود کند. طبق محاسبات شرکت ها به ازای هر ۱۰۰ دلار سیمان تولید شده، ۶۰ دلار نانو لوله هم در این فرایند تولید میشود. همینطور این فرایند یک راه کار مفید برای مقابله با مسئله ی گرمایش زمین هم است.
-
علاوه بر الاینده ها در هوا مانند کربن دی‌اکسید استخراج مواد خام نظیر سنگ آهک و سنگ رس نیز براي تولید سیمان و همچنین زغال سنگ برای تامین سوخت نیروگاه ها موجب تشدید جنگل زدایی و از بین رفتن لایه رویی خاک ها میشود. بنابراین استفاده کمتر از مواد سیمانی به منظور کاهش آلاینده ها مفید به نظر می رسد. همینطور که در مقاله ی قبلی گفته شد یکی از راه کار های کاهش استفاده از سیمان در تولید بتن استفاده از پوزولان در بتن است. پوزولان سیلیسی یا سیلیس آلومینیومی است که به تنهایی خاصیت چسبندگی ندارد و یا چسبندگی کمی دارد. این مصالح در حالت گرد شدن (ذرات ریز) و در مجاورت رطوبت و حرارت معمولی طی واکنش های شیمیایی با هیدروکسید کلسیم ترکیب هایی با خاصیت سیمانی به وجود می آورد. پوزولان های طبیعی در انواع خام و یا تکلیس شده وجود دارند و به طور عمده شامل خاکستر های آتش فشانی غیر بلورین می باشند. پوزولان های مصنوعی یا صنعتی به طور عمده شامل دوده سیلیسی، خاکستر بادی و خاکستر پوسته برنج می باشند. دوده سیلیسی یا میکروسیلیس محصول فرعی کوره های قوس الکتریکی صنایع فروآلیاژ و فروسیلیس بوده و ماده ای است با فعالیت پوزولانی بسیار شدید که بیش از ۸۵ درصد سیلیس بلوری نشده دارد. خاکستر بادی محصول فرعی زغال سنگ است که شامل سیلیس، آلومین و اکسید آهن و کلسیم است. جایگزین نمودن سیمان با انواع پوزولان ها میتواند به کاهش الایندگی های تولید شده از سیمان، کمک کند.
-
با توجه به اینکه حدود ۸۰ درصد حجم بتن را سنگ دانه ها تشکیل می دهند، میزان مصرف این مواد با احتساب مصرف سالانه ۶۵ میلیون متر مکعب بتن با چگالی 65/2، به ۱۳۷.۸۰۰.۰۰۰ تن خواهد رسید. در عملیات استخراج تولید و حمل این مقدار عظیم مصالح انرژی قابل ملاحظه ای صرف می گردد و به نوی خود بر اکولوژی مناطق جنگلی و بستر رودخانه ها اثر می گئارد. استفاده از محصولات جانبی سایر صنایع مانند سرباره کوره اهن گدازی و یا ماسه های حاصل از لایروبی حوضچه ای، علاوه بر صرفه جویی اقتصادی باعث کاهش آلایندگی میشود.
همینطور که در بخش های قبلی گفته شد بخش اعظم انرژی مصرفی در کارخانه های سیمان به وسیله سوخت‌های فسیلی تأمین میشود. این سوخت‌ها دارای انواع آلاینده‌های سمی و خطرناک هستند که از طرق مختلف به محیط زیست و در نهایت به زنجیره غذایی انسان وارد می‌شوند. گرچه اثرات زیست محیطی استفاده از سوخت‌های فسیلی بر آب‌های سطحی، آب‌های زیرزمینی، خاک، هوا، پوشش گیاهی و غیره بی‌شمار است، اما مبحث آلودگی هوا، اثرات گلخانه‌ای و ذرات و اثر خنک کنندگی آن‌ها بیشتر مورد توجه است. امروزه بسیاری از شرکت ها و کارخانه های کشور های خارجی برای تولید سیمان از انرژی‌های تجدید پذیر به عنوان یک منبع انرژی پاک و عاری از هرگونه آلودگی زیست محیطی استفاده میکنند که نقش مهمی در کاهش انتشار گازهای آلاینده همچون دی‌اکسیدکربن و دیگر گازهای گلخانه‌ای در تولید سیمان ایفا می کتد. همینطور که در تصویر بالا میبینید در کشور اسپانیا با استفاده از اینه، نور خورشید بر روی یک نقطه متمرکز شده و بدون نیاز به سوخت فسیلی انرژی مورد نیاز کارخانه سیمان سازی را تأمین میکند.
بنابراین با استفاده از روش هایی مانند آنچه در این مقاله ذکر گردید می توان آلایندگی های تولید مصالح مصرفی در صنعت ساخت و عمران را به حداقل رساند و بتن سبز و سازگار با محیط زیست تولید کرد. پیش از این نیز در مورد بتن الیافی یکی از انواع بتن های سازگار با محیط زیست مقالاتی منتشر شده بود که می توانید در بخش مقالات مطالعه نمایید.