التقدم الملموس المستدام كبديل للبناء المدني

باحث في جامعة جنوب المحيط الهادئ ساو كارلوس يعمل على تقليل الأضرار البيئية الناجمة عن الأسمنت المسؤول عن 5٪ من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في العالم.

الخرسانة المستدامة

الصورة: annawaldl عبر Pixabay / CC0

الأسمنت مسؤول عن 5٪ من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في العالم. كما أنها ثاني أكثر المواد استهلاكًا على هذا الكوكب ، وتأتي في المرتبة الثانية بعد الماء. على الرغم من الفوائد ، فإن وجودها على نطاق واسع في البناء المدني يعني ضررًا بيئيًا كبيرًا. يعمل البروفيسور برونو لويس دامينيلي ، من معهد الهندسة المعمارية والعمران (IAU) التابع لجامعة جنوب المحيط الهادئ ، في ساو كارلوس ، على أشكال مستدامة من الخرسانة منذ حصوله على الدكتوراه ، والتي تمت في كلية الفنون التطبيقية بجامعة جنوب المحيط الهادئ (بولي) ، مع تدريب داخلي في المعهد الملكي للتكنولوجيا (السويد).

  • الأسمنت: تعرف على المنشأ والأهمية والمخاطر والبدائل

في رسالة الدكتوراه ، طور الباحث خلطات خرسانية ذات محتوى أسمنت منخفض. أي أنها خلقت تركيبات أكثر ليونة للخرسانة - تتكون أساسًا من الماء والأسمنت والرمل والحصى - دون المساس بأدائها. درس الباحث كيفية تقليل الفجوات بين الكتل التي تدخل في الخليط. كلما زادت الفجوات بينهما ، زادت الحاجة إلى استخدام الأسمنت لملئها. وبالمثل ، كلما قل عدد الفراغات ، كلما قلت الحاجة إلى الأسمنت.

باستخدام طريقتين مختلفتين (التعبئة وتشتت الحبيبات) ، قامت دامينيلي بتقليل الفجوة بين الركام وخفض كمية الأسمنت المستخدمة في الخرسانة بنسبة 75٪ ، مقارنةً بالخرسانة عالية الجودة المنتجة في السوق. "في الاختبارات المعملية ، يكون هذا التخفيض مرتفعًا للغاية ، حيث أن التحكم في الاختبارات والمواد المستخدمة أكبر. ومع ذلك ، من الناحية العملية ، نعتقد أنه من الممكن تقليل بنسبة 50٪ دون تقليل قوة الخرسانة "، كما يقول. حصلت النتائج على المركز الأول في Starkast Betong ، في عام 2012 ، بالإضافة إلى جائزة USP Highlight Thesis لعام 2015.

مخطط توضيحي لما يلي: أ) الفراغات بين الركام في الخرسانة التقليدية المحتوية على الحصى (دوائر رمادية) والرمل (أصفر) ؛ ب) الفراغات المخففة في الخرسانة بدرجة تعبئة أعلى (الاعتمادات: برونو دامينيلي)

بدون حصى: منزل نموذجي به حصى معاد تدويره

الجانب الثاني لاستدامة الخرسانة الذي تعمل به دامينيلي هو استبدال الحصى بالركام المعاد تدويره. "المشكلة هي أن الركام المعاد تدويره أضعف من الطبيعي ، ولتعويض ذلك ، من الشائع زيادة محتوى الأسمنت في الخليط ، وكذلك زيادة التأثير على البيئة بشكل أكبر" ، كما ينتقد الأستاذ.

لذلك ، فإن اهتمامه الحالي هو التفكير في كيفية الحفاظ على قوة "الخرسانة المستدامة". لهذا الغرض ، وقعت بالفعل اتفاقية مع شركة وطنية لبناء منزل نموذجي ، من المقرر أن يبدأ في أغسطس 2019 ، باستخدام الركام المعاد تدويره. تكمن الفكرة في تحليل مدى إمكانية استخدام هذه المادة ، والحفاظ على علاقة جيدة بين كمية الأسمنت في الخليط والأداء الميكانيكي ، أي دون المساس بقوتها.

نشرت Damineli بالفعل مقالًا في عام 2017 يصف فيه استخدام الركام المعاد تدويره بجرعة منخفضة من الأسمنت. في منزل النموذج الأولي ، يتم إجراء العديد من الاختبارات من أجل تحقيق أفضل علاقة ممكنة بين محتوى الأسمنت والأداء. إذا نجحت الاختبارات ، فإن المادة الرئيسية المستخدمة في الإنشاءات العالمية سيكون لها تأثيرها البيئي بشكل كبير.