بیشتر سازه های مدرن ساختمان های بلند از بتن مسلح شده با فولاد (SRC) یا بتن مسلح (RC) استفاده می کنند. از آنجایی که بتن دارای ویژگی های جذب سریع گرما و اتلاف حرارت آهسته است ( لین و همکاران، 2014 )، همراه با تأثیر گرمایش جهانی، تهویه مطبوع برای تنظیم شرایط داخلی استفاده می شود. افزایش شدید دما نه تنها مصرف انرژی ساختمان ها را افزایش می دهد، بلکه آسایش حرارتی محیط داخلی را نیز به طور جدی تحت تاثیر قرار می دهد. بنابراین، آجرهای بتنی سبک وزن در دیوارهای خارجی و کف بام ساختمان ها برای افزایش عایق حرارتی استفاده می شود ( Shih and Huang, 2010 ). دلیل اصلی این است که آجرهای بتنی سبک وزن دارای منافذ داخلی مستقل هستند ( شکل 2 )، به دلیل رسانایی حرارتی کم خود، به اثر عایق حرارتی دست می یابند.

شکل 2 . آجرهای عایق حرارتی بتن سبک فوم.

با این حال، ماده اصلی بتن سبک، سیمان پرتلند است که نیاز به پخت با دمای بالا 1400 درجه سانتیگراد در طول ساخت دارد، که 0.53 کیلوگرم دی اکسید کربن تولید می کند که منجر به تغییرات آب و هوایی و اثر گلخانه ای می شود. ژئوپلیمرها را می توان مشابه سیمان پرتلند استفاده کرد، اما واکنش های هیدراتاسیون آنها متفاوت است، ژئوپلیمرها را می توان در محیطی زیر 100 درجه سانتیگراد تولید کرد و حدود 55٪ دی اکسید کربن کمتری نسبت به سیمان پرتلند سنتی منتشر می کند ( Carreño-Gallardo et al., 2018). ). آنها می توانند به طور موثر مشکل انتشار کربن را حل کنند و ویژگی های آنها شامل هدایت حرارتی کم، مقاومت در برابر سایش، علاوه بر دوام فیزیکی مانند استحکام بالا و مقاومت بالا، همچنین دارای دوام شیمیایی مانند مقاومت اسید و قلیایی، مقاومت در برابر خوردگی فلز، سولفات است. مقاومت در برابر خوردگی و غیره، و ژئوپلیمرها را می توان با ضایعات معدنی (مانند زباله های صنعتی، زباله های ساختمانی، زباله های دریایی) به مواد ژئوپلیمر ترکیب کرد، پس از استفاده، همچنین می توان آن را بازیافت، شکست و دوباره ساخت تا به هدف استفاده مجدد از زباله دست یابد. و کاهش بار محیطی ( چنگ، 2010 ).

طبق «گزارش سالانه آماری شیلات» در سال 2022 اداره شیلات تایوان ( گزارش سالانه آمار شیلات تایوان 2022، 2023 )، تولید سالانه صدف به 16692 تن رسید. بر اساس تبدیل پوسته صدف به وزن حدود 6 برابر صدف، مشاهده می شود که صدف های تایوان هر ساله بالغ بر 100152 متریک تن دور ریخته می شوند که اکثر آنها بدون تصفیه دور ریخته می شوند و مشکلات زیست محیطی جدی ایجاد می کنند. علاوه بر این، سرباره کوره بلند ضایعاتی است که در طی فرآیند آهن‌سازی کارخانه‌های فولاد تولید می‌شود. از آنجایی که سرعت خنک‌سازی سرباره کوره بلند بسیار سریع است، سیلیکات‌های موجود در آن نمی‌توانند حالت تبلور خوبی ایجاد کنند، در نتیجه محتوای شیشه نسبتاً بالاست، با محتوای شیشه > 95%. عیوب ساختاری آن زیاد و باز است و به راحتی توسط کاتالیزورهای خارجی القا می شود که شدت واکنش هیدراتاسیون را افزایش می دهد، اما سمی نیست ( شرکت فولاد چین در تایوان، 2018 ).

در سال‌های اخیر، مطالعات زیادی در مورد افزودن پودر صدف یا پودر سرباره کوره بلند به مصالح ساختمانی بتن برای بازیافت زباله انجام شده است. به عنوان مثال، منابع این مطالعه از ( لیو و همکاران، 2020 ، هان و همکاران، 2022 ، کیم و لی، 2023 ، هر و همکاران، 2021 )، اما این نوع پژوهش همچنان از بتن به عنوان مبنای مادی استفاده می کند. ، که مزایای کاهش انتشار کربن هنوز محدود است. مطالعه دیگری اشاره کرد که افزودن پودر پوسته صدف یا پودر سرباره کوره بلند به ژئوپلیمرها می تواند محلول قلیایی را فعال کند و به عنوان عوامل ژل کننده کمکی برای ژئوپلیمرها، مانند مراجع این مطالعه، عمل کند ( ژانگ و همکاران، 2023 ).

بنابراین، این تحقیق از پوسته صدف دور ریخته شده همراه با فناوری ژئوپلیمر برای توسعه آجرهای عایق حرارتی فومدار، دستیابی به مصالح ساختمانی سبز نوآورانه، کاهش کلسیناسیون مصرف‌کننده انرژی و انتشار CO2 بالا در طول فرآیند تولید استفاده می‌کند و می‌تواند برای دستیابی به نتایج بازیافت شود. هدف چرخه عمر جایگزینی آجرهای عایق حرارتی بتنی است که فقط یک بار قابل استفاده هستند، تمام نتایج آماده سازی باید استانداردهای ملی CNS و مصالح ساختمانی سبز تایوان را برای