امکان استفاده مجدد از زباله های لجن (قسمت سوم)

3 . نتایج و بحث

3.1 . بهینه سازی نسبت مخلوط

شکل 3 ظاهر بلوک های CGSW را قبل و بعد از درمان HM نشان می دهد. تمام نمونه‌های CGSW تحت فشار 20 مگاپاسکال فشرده شدند، بنابراین ظاهر نمونه‌های اولیه کامل شد و سطوح آنها متراکم و صاف بود ( شکل 3 a). پس از تیمار HM، کامل بودن و بافت سطح حفظ شد و هیچ ترکی مشاهده نشد ( شکل 3 ب)، که نشان می‌دهد تبدیل معدنی در بلوک‌ها اثر جانبی بر ظاهر بلوک‌های HM-CGSW نخواهد داشت. علاوه بر این، بلوک‌های CGSW پس از درمان HM از قهوه‌ای به خاکستری سفید تبدیل شدند ( شکل 3 )، که نشان‌دهنده مزایای بالقوه زیبایی‌شناختی HM است. این نوع تغییر رنگ را می توان به طور گسترده ای برای بلوک های بتنی هوادهی پس از فرآیند اتوکلاو مشاهده کرد و این رنگ خاکستری سفید از نظر زیبایی شناسی برای کاربردهای ساختاری و غیر سازه ای جذاب خواهد بود ( فاج و همکاران، 2019 ).

تراکم نمونه‌های CGSW قبل و بعد از درمان HM اندازه‌گیری شد. برای بلوک های اولیه CGSW قبل از درمان HM، نمونه ها دارای چگالی مشابه 1678 ~ 1722 کیلوگرم بر متر ^مکعب ، نزدیک به تراکم هدف ما 1700 کیلوگرم بر متر ^مکعب بودند . و تغییرات جزئی چگالی در بین نمونه ها هیچ نظم جذابی با نسبت Ca/Si نداشت ( شکل 4 a). از آنجایی که تمام نمونه‌های CGSW فشرده‌سازی با فشار یکسان (20 مگاپاسکال) را تجربه کردند، CGSW و آهک خاموش یک ریزساختار با فشردگی دانه‌ای مشابه را تشکیل می‌دهند. پس از درمان HM، چگالی به طور سیستماتیک کاهش یافت. تقریباً، قطرات چگالی 4-48 کیلوگرم بر متر ^مکعب در 0.025٪-3.36٪ بود ( شکل 4 a)، که ناشی از تبخیر آب محدود در دمای 200 درجه سانتیگراد است.

شکل 4 b مقاومت فشاری بلوک های CGSW را پس از درمان HM نشان می دهد. تمام بلوک‌های HM-CGSW مقاومت فشاری بزرگ‌تر از 40 مگاپاسکال، بسیار قوی‌تر از بلوک‌های فشرده‌شده CGSW بدون عملیات HM نشان دادند (5 مگاپاسکال، گروه N را در شکل 4 ب ببینید)، و قابل مقایسه یا کمی بالاتر از برخی از انواع بازیافت‌شده بلوک های بتنی سنگدانه (10-30 مگاپاسکال) ( الحسن و همکاران، 2023 ) و خاک رس پخته شده آجر (10-40 مگاپاسکال) ( Atan et al., 2021 ). تغییر نسبت Ca/Si تأثیر قابل توجهی بر مقاومت فشاری داشت. در نسبت های Ca/Si 0.4 و 0.7-1.0، مقاومت فشاری در محدوده 40-43 MPa بود. قابل‌توجه، در نسبت‌های Ca/Si 0.5 و 0.6، مقاومت فشاری به طور قابل‌توجهی به بیش از 49 مگاپاسکال افزایش یافت، با افزایش وسعت بیش از 20٪ ( شکل 4 ب). نسبت‌های Ca/Si نمونه‌ها در استحکام اوج با نسبت‌های کلسیم به‌طور نظری استوکیومتری توبرموریت ( 5CaO ⋅ 6SiO₂⋅xH₂O با نسبت Ca/ Si 0.83) و Xonotlite (6Ca6_⋅OS)H₂O با نسبت Ca/Si 1.0 ( Schreiner et al., 2020 ))، احتمالاً به دلیل واکنش های ناکافی بین آهک خاموش و سیلیس فعال در CGSW.

سهم خاص کلسیم در استحکام فشاری بلوک های HM-CGSW بیشتر به صورت زیر ارزیابی شد:(1)

S C R = \frac{Strength}{Calcium percentage} (M P a / percentage)

در اینجا SCR شاخصی است که سهم یک درصد کلسیم را در مقاومت فشاری نشان می دهد. شکل 4 b همچنین SCR را برای تمام نمونه های CGSW نشان می دهد. برای نمونه‌های CGSW تیمار نشده، مقدار SCR 0.26 (MPa/ درصد) مستقل از نسبت Ca/Si بود، زیرا استحکام CGSW فشرده عمدتاً توسط فعل و انفعالات دانه‌ای کمک می‌کند، اگر هیچ فعل و انفعال شیمیایی دیگری در سیستم رخ نداد. هنگامی که نمونه های CGSW درمان HM را تجربه کردند، افزایش زیادی SCR پیدا شد ( شکل 4 ب)، که نشان دهنده نقش تعیین کننده واکنش های کلسیم-سیلیکا تحت تیمار HM است. با کاهش نسبت Ca/Si از 1.0 به 0.5، مقدار SCR به تدریج از 1.09 به 2.95 افزایش یافت، سپس زمانی که نسبت Ca/Si بیشتر به 0.4 کاهش یافت، اندکی به 2.82 کاهش یافت. این نشان می دهد که کلسیم بیشترین سهم را در ساخت جامدات با استحکام بالا در نسبت کلسیم به سیلیس 0.5 (SCR = 2.95) دارد. روند SCR اساساً با نتیجه مقاومت فشاری سازگار بود. افزایش مستمر نسبت کلسیم به سیلیس همیشه استحکام را افزایش نمی دهد، و این نشان می دهد که کلسیم اضافی هیچ سهمی در توسعه قدرت ندارد.

نسبت بهینه Ca/Si به‌دست‌آمده بسیار پایین‌تر از گزارش‌شده توسط Guo and Song (2018) بود ، که نسبت بهینه Ca/Si 1.0 را برای توبرموریت سنتز شده با HM از خاکستر بادی و خاکستر بادی زباله سوزاندن زباله شهری ثبت کردند. این ممکن است ناشی از فعالیت شیمیایی نسبتا کم سیلیس در CGSW و همچنین آلودگی احتمالی ترکیبات آلی (9٪ در CGSW خام) باشد. با این حال، با کمال تعجب، نسبت بهینه Ca/Si می تواند مزایای زیادی برای کاهش انتشار CO ₂ و هزینه بلوک های HM-CGSW داشته باشد، زیرا تولید آهک کنده شده بیشترین سهم را در انتشار و هزینه های CO ₂ دارد (به بخش 3.4 مراجعه کنید). برای جزئیات بیشتر).

رابطه بین مقاومت فشاری و چگالی در شکل 4 c نشان داده شده است. ظاهراً داده ها به طور متمرکز در محدوده 38 تا 58 مگاپاسکال برای مقاومت فشاری و 1600 ~ 1770 کیلوگرم بر متر ^مکعب برای چگالی قرار داشتند. برای هر گروه HM-CGSW، داده ها از رابطه استحکام و چگالی عمومی پیروی کردند، یعنی ماده ای با چگالی بالاتر عموماً استحکام بیشتری دارد ( لین و همکاران، 2022 ). این روند به طور گسترده برای بتن متخلخل مستند شده است ( Bian et al., 2023 ; Lian et al., 2011 )، اما خطوط در زیر داده های HM-CGSW قرار داشتند ( شکل 4 c)، که نشان می دهد سهم ویژه چگالی مقاومت بلوک های HM-CGSW ما بیشتر از مقاومت بتن متخلخل بود. ویژگی‌های چگالی کم اما استحکام بالا، کاربرد گسترده بلوک‌های HM-CGSW را در سناریوهای مختلف ساخت‌وساز ممکن می‌سازد.

برای بررسی تأثیر نسبت Ca/Si بر کانی‌سازی، آزمایش‌های XRD و FTIR بر روی نمونه‌های HM-CGSW با نسبت‌های Ca/Si 0.5، 0.7 و 0.9 انجام شد ( شکل 5 ). برای نتایج XRD، واضح است که شدت کوارتز و مسکویت ( مانوسا و همکاران، 2024 ) با افزایش نسبت Ca/Si از بین رفتند (به پانل های محلی I و II در شکل 5 a مراجعه کنید). پیک های مشخصه Tobermorite ( Schreiner et al., 2020 ) برای نمونه هایی با نسبت های Ca/Si 0.5 و 0.7 مشاهده شد، اما برای نمونه هایی با نسبت Ca/Si 0.9 مشاهده نشد (به پانل های محلی II و III در شکل 5 مراجعه کنید. الف). ممکن است این فرضیه مطرح شود که افزودن آهک خشک شده بیشتر می تواند سیلیس موجود در CGSW را رقیق کند و سیلیس بیشتری را برای تولید محصولات HM بیشتر توسط واکنش های کانی سازی مصرف کند. فرضیه اول رقت مواد همیشه درست است زمانی که یک ترکیب خارجی به ماده اضافه می شود، فرضیه بعدی واکنش های کانی سازی پیشرفته با آهک ضعیف تر، با این حال، ممکن است هنگام بررسی نتایج FTIR آنطور که انتظار می رود کار نکند ( شکل 5 ب). . ارتعاشات معمولی کوارتز، که با تغییر شکل Si-O یا ارتعاشات خمشی در اعداد موج بین 400 تا 800 سانتی متر ^-1 ، ارتعاشات کششی Si-O در اعداد موج بین 900 تا 1200 سانتی متر ^-1 و ارتعاشات کششی Si-O نامتقارن نشان داده می شود. در اعداد موجی در حدود 1000 سانتی متر ^-1 ( وانگ و al., 2014 )، را می توان در طیف FTIR مشاهده کرد ( شکل 5 ب). ارتعاشات معمولی از

{C O}_{3}^{2 -}

ارتعاشات در 870 سانتی‌متر ^{مربع ظاهر شدند}، که نشان‌دهنده وقوع کربناته شدن نمونه‌ها است، زیرا هم آهک خاموش و هم CSH (در کریستال یا آمورف) مستعد کربن‌سازی هستند ( ماتسوشیتا و همکاران، 2004 ؛ لیو و همکاران، 2022 ). . سیگنال های آشکار -OH ناشی از ارتعاشات کششی در 3640 سانتی متر ^-1 و 1635 سانتی متر ^-1 ( وانگ و همکاران، 2020 ؛ جی و همکاران، 2024 ) برای نمونه های HM-CGSW با نسبت های Ca/Si 0.7 مشاهده شد. و 0.9، نشان دهنده وجود کلسیم هیدروکسید (CH) و آب بدون هیدراته است در مخلوط ها با این حال، برای نمونه با نسبت Ca/Si 0.5، پیک های مشخصه باند هیدروکسیل ظاهر نشد، که نشان دهنده واکنش کامل CH در مخلوط HM-CGSW-Ca/Si-0.5 است.

نتایج آزمایش نشان‌داده‌شده در شکل 5 ب نشان می‌دهد که در روش HM فعلی (200 درجه سانتی‌گراد و 12 ساعت)، نسبت کلسیم به سیلیس نباید بیش از 0.5 باشد، در غیر این صورت آهک خاموش بیش از حد خواهد بود. با در نظر گرفتن هر دو خواص مکانیکی ( شکل 4 ب) و نتایج شیمیایی ( شکل 5 )، بنابراین، در موارد زیر، نسبت Ca/Si 0.5 به عنوان نسبت مخلوط بهینه برای بررسی اثرات شرایط تیمار HM تعیین شد. ، دمای HM (بخش 3.2 ) و مدت زمان (بخش 3.3 ).

3.2 . تاثیر دمای HM

اثر دمای تیمار HM ابتدا با اندازه گیری مقاومت خمشی تیرهای کوچک بررسی شد. در دمای پخت HM 160 درجه سانتیگراد، مقاومت خمشی 19.25 مگاپاسکال بود. با افزایش دمای پخت به 180 و 200 درجه سانتی گراد، استحکام خمشی به 21.21 و 24.75 مگاپاسکال به ترتیب 10.2 و 28.6 درصد افزایش یافت. این نوع افزایش قدرت نیز توسط لین و همکاران ثبت شده است. (2022) . یک مطالعه تجربی توسط چن و همکاران. (2017) نشان داد که افزایش دمای پخت HM از 175 درجه سانتیگراد به 195 درجه سانتیگراد می تواند تقریباً مقاومت خمشی را دو برابر کند. با این حال، افزایش بیشتر دما به 220 درجه سانتیگراد منجر به کاهش جزئی مقاومت خمشی تا 24.03 مگاپاسکال در مقایسه با نمونه های پخت شده در 200 درجه سانتیگراد شد ( شکل 6 ). کاهش مقاومت خمشی در دمای پخت HM بیش از 200 درجه سانتیگراد نیز در جاهای دیگر گزارش شده است ( Nguyen et al., 2022 ).

برای درک تأثیر دمای پخت HM بر کانی سازی، نمونه ها اندازه گیری های XRD و FTIR را تجربه کردند ( شکل 7 ). برای آزمایش‌های XRD، پیک‌های مشخصه کوارتز مسئولیت طیف XRD را بر عهده گرفتند و با افزایش دمای پخت HM، شدت آن کاهش یافت ( شکل 7 a). این نشان می دهد که واکنش های کلسیم-سیلیکا پیشرفته تر در دمای بالاتر رخ می دهد. قله های مشخصه بسیار محدودی از توبرموریت را می توان در طیف XRD مشاهده کرد. برای آزمایشات FTIR، علاوه بر کشش، تغییر شکل و/یا ارتعاشات خمشی Si-O ( وانگ و همکاران، 2014 )،

{C O}_{3}^{2 -}

ارتعاشات در 870 سانتی متر ^-1 آشکار بود، و با افزایش دمای پخت HM شدت کاهش یافت ( شکل 7 ب). ارتعاشات کششی -OH در 3640 سانتی متر ^-1 و 1635 سانتی متر ^-1 ( وانگ و همکاران، 2020 ؛ جی و همکاران، 2024 ) برای نمونه های HM-CGSW که در دمای 160 درجه سانتی گراد پخت شده بودند، مشاهده شد، که نشان دهنده واکنش ناقص است. CH در ماتریس مواد . یک مطالعه XRD درجا بر روی سنتز هیدروترمال توبرموریت با کوارتز با اندازه ذرات مختلف تحت نسبت‌های مختلف آب به جامد ( Kikuma et al., 2011 ) پیشنهاد کرد که شرایط سنتز ذرات کوارتز ریز و نسبت آب به جامد کم به جای توبرموریت کریستالی، تشکیل CSH نیمه بلوری یا غیر کریستالی را تسهیل کرد. در آزمایشات ما، محتوای آب بسیار کم (تقریبا 0.1) و اندازه متوسط ذره CGSW 2.45 میکرومتر بود. اگر رژیم توسط کیکوما و همکاران گزارش شده است. (2011) در مورد ما قابل استفاده بود، بخشی از کوارتز و آهک واکنش‌دهنده به CSH غیر کریستالی منتقل می‌شد، بنابراین قله‌های مشخصه بسیار محدودی از توبرموریت در الگوهای XRD یافت شد ( شکل 7 a).

شکل 8 تصاویر SEM انتخاب شده از نمونه های HM-CGSW را نشان می دهد که در دماهای تنظیم شده پخت شده اند. واضح است که ساختارهای ضعیف متبلور برای نمونه های HM-CGSW-T160 و HM-CGSW-T180 مشاهده شد ( شکل 8 a و b)، مطابق با فرضیه تشکیل CSH نیمه بلوری یا غیر بلوری با ذرات کوارتز ریز و نسبت کم آب به جامد ( کیکوما و همکاران، 2011 ). یک ساختار بسیار متخلخل با اندازه منافذ در محدوده بین 0.1 و 2 میکرومتر در ریز مورفولوژی نمونه HM-CGSW-T160 ظاهر شد که مقاومت خمشی نسبتا کم آن را توضیح می دهد ( شکل 6 ). برای نمونه‌های HM-CGSW که در دماهای بالاتر پخت شدند، ماتریس‌ها نسبتاً متراکم بودند و کریستال‌های عظیم CSH (فیبری توبرموریت ( هو و همکاران، 2023 )) در منافذ رشد کردند. کریستال های فیبری و CSH صفحه ای در نمونه های HM-CGSW که به ترتیب در دمای 200 درجه سانتیگراد ( شکل 8 c) و 220 درجه سانتیگراد ( شکل 8 د) پخت شده بودند ظاهر شدند. کریستال های فیبری CSH مزایای بهتری برای توسعه استحکام به ارمغان می آورند ( هو و همکاران، 2023 ، 2024 ؛ گالوانکوا و همکاران، 2016 )، بنابراین نمونه های HM-CGSW-T200 دارای بالاترین مقاومت خمشی بودند ( شکل 6 ). علاوه بر این، CSH بسیار متبلور شده نسبت به CSH بسیار متخلخل و آمورف مقاومت بالاتری در برابر کربناته دارد ( Zajac et al., 2023 )، که ممکن است دلیل کربناته کمتر HM-CGSW باشد که در دماهای بالاتر پخت می شود ( شکل 7 ب). . با این حال، دمای پخت بالاتر هزینه ها، مصرف انرژی و انتشار CO₂را برای فرآیندهای HM افزایش می دهد، بنابراین توصیه می شود دمای پخت HM را برای کاربردهای صنعتی بیش از 200 درجه سانتیگراد کنترل نکنید.

3.3 . اثر مدت زمان پخت HM

هنگامی که به اثر زمان پخت مربوط می شود، دوباره، افزایش و کاهش مقاومت خمشی را می توان مشاهده کرد ( شکل 9 ). در مدت زمان پخت نسبتاً کوتاه HM (8 ساعت)، استحکام خمشی 17.61 مگاپاسکال بود. طولانی شدن مدت زمان پخت HM به مدت 2 ساعت، استحکام خمشی را به 23.33 مگاپاسکال با 5.72 مگاپاسکال (32.5٪) افزایش داد. حداکثر مقاومت خمشی 24.75 مگاپاسکال با مدت زمان پخت HM 12 ساعت اندازه گیری شد. افزایش مداوم مقاومت خمشی یا فشاری با زمان پخت HM توسط اسناد منتشر شده نشان داده شد ( چن و همکاران، 2017 ؛ لین و همکاران، 2022 )، زمانی که زمان پخت HM از 12 ساعت تجاوز نمی کرد. با این حال، دوبرابر کردن مدت زمان پخت HM به 24 ساعت، قدرت خمشی را به 15.94 مگاپاسکال کاهش داد ( شکل 9 ). این ممکن است ناشی از تغییرات ساختاری مواد معدنی تحت یک عملیات حرارتی طولانی مدت باشد ( Nguyen et al., 2022 ). نویسندگان کاهش استحکام را گزارش کردند که زمان پخت هیدروترمال از 10 ساعت به 16 ساعت در دمای 210 درجه سانتیگراد افزایش یافت.

شکل 10 نتایج آزمایش شیمیایی، از جمله XRD و FTIR را نشان می دهد. قله های مشخصه جزئی توبرموریت را می توان مشاهده کرد، در حالی که کوارتز همچنان بر طیف XRD تسلط داشت ( شکل 10 a)، زیرا بزرگترین بخش CGSW را اشغال می کرد. پیک‌های مشخصه کلسیت برای تمام طیف‌های آزمایش آشکار بود. در آزمایش‌های FTIR، ارتعاشات کششی -OH در 3640 سانتی‌متر^مربع( وانگ و همکاران، 2020 ؛ جی و همکاران، 2024 ) مشاهده نشد ( شکل 10 ب)، که نشان می‌دهد آهک خاموش کاملاً مصرف شده است. در طی واکنش های کانی سازی سیگنال های دیگر تقریباً مشابه سیگنال های نشان داده شده در شکل 5 و 7 بود . با توجه به قله های مشخصه بسیار محدود توبرموریت نشان داده شده در شکل 10 a، CSH نیمه بلوری یا غیر کریستالی بیشتری در طول پخت HM تحت شرایط اندازه ذرات نازک CGSW و نسبت آب به جامد کم تولید می شود ( Kikuma et al. .، 2011 ).

شکل 11 ریز مورفولوژی نمونه های HM-CGSW را در مدت زمان های مختلف پخت نشان می دهد. بیشتر مساحت شکل 11 a توسط ذرات CGSW اشغال شده بود، در حالی که فقط کریستال های فیبری پراکنده CSH در شکاف بین آن ذرات CGSW که در دمای 200 درجه سانتی گراد به مدت 8 ساعت پخت شده بودند، تشکیل شد (HM-CGSW-D8). این نشان داد که، در حالی که واکنش‌های کلسیم-سیلیکا در نمونه‌های CGSW رخ می‌دهد، رشد CSH ممکن است ناکافی باشد، بنابراین استحکام خمشی نسبتاً کم بود ( شکل 9 ). طولانی شدن زمان پخت HM مزایایی برای رشد CSH خواهد داشت، بنابراین کریستال های فیبری CSH طولانی تر برای نمونه HM-CGSW-D10 مشاهده شد ( شکل 11 ب). پر کردن مداوم آن محصولات CSH ساختار متراکمی را تحت عمل آوری هیدروترمال بیشتر ایجاد کرد ( شکل 11 c)، در نتیجه مقاومت خمشی نمونه HM-CGSW-D12 را ارتقا داد. با این حال، پخت طولانی مدت HM ممکن است ساختار CSH را تغییر دهد. به عنوان مثال، محصولات CSH فویل مانند زمانی مشاهده شدند که مدت زمان پخت HM به 24 ساعت طولانی شد ( شکل 11d )، که سهم محدودی در توسعه قدرت دارد. تغییرات ساختاری مشابه مواد معدنی ناشی از زمان پخت HM توسط Nguyen و همکاران گزارش شده است. (2022) ، که در آن زمان پخت HM طولانی تر باعث رشد توبرموریت می شود اما تشکیل Xonotlite را افزایش می دهد.

3.4 . ارزیابی پایداری

نتایج آزمون در بخش‌های قبلی نشان داد که تیمار HM می‌تواند ذرات بدون چسب CGSW را به جامدات با استحکام بالا منتقل کند ( شکل 4 )، مزایای زیست‌محیطی بیشتر در این بخش مورد بحث قرار گرفت. انتشار، انرژی و هزینه های معادل CO ₂ (e-CO ₂ ) برای تولید بلوک HM-CGSW تحت دمای پخت HM 200 درجه سانتی گراد و مدت زمان پخت HM 12 ساعت برآورد شد ( جدول 3 ، جدول 4 ، جدول 5 ). . جزئیات برآورد مطابق با استاندارد محاسبه انتشار کربن ساختمان ( GB/T 51366، 2019 ) در پیوست AC آورده شده است . برای مقایسه، انتشار e-CO ₂ بلوک بتنی (CB) و بلوک خاکستر بادی اتوکلاو شده (AFB) نیز از استاندارد ( GB/T 51366، 2019 ) اتخاذ شد. برای نسبت مخلوط بهینه (Ca/Si = 0.5)، انتشار e-CO ₂ برآورد شده 305.81 کیلوگرم CO ₂ / m ³ بود که کمتر از CB (e-CO ₂ = 336 kgCO ₂ / m ³ ) و AFB (e -CO ₂ = 341 kgCO ₂ / m ³ ) در 30.19 kgCO ₂ / m ³ و 35.19 kgCO ₂ / m ³ ، به ترتیب ( شکل 12 a). کل انرژی و هزینه برای HM-CGSW بهینه به ترتیب 0.862 GJ/m3 و 222.44 CNY/m3 بود ⁽ جدول ⁴ ، جدول 5 را ببینید ). قابل ذکر است که هزینه HM-CGSW در نسبت مخلوط بهینه 63.2% و 25.9% کمتر از CB (605 CNY/m3 ⁾ و AFB (300 CNY/m3 ⁾ در بازار محلی بود.

یک نسبت انتشار به قدرت (E/S) بیشتر برای ارزیابی تعداد انتشار e-CO ₂ برای ایجاد استحکام HM-CGSW توسط یک مگاپاسکال تعریف شد ( شکل 12 ب). استحکام متوسط 30 مگاپاسکال و 20 مگاپاسکال به ترتیب هنگام ارزیابی نسبت های E/S CB و AFB اتخاذ شد. همانطور که در شکل 12 ب نشان داده شده است، نسبت E/S HM-CGSW 6.08 kgCO ₂ / m ³ /MPa بود، که فقط نیمی از CB (12.22 kgCO ₂ / m ³ /MPa) و یک سوم نسبت AFB بود. (17.05 کیلوگرم CO ₂ / m ³ / MPa). نسبت E/S بسیار پایین تر HM-CGSW نسبت به CB و AFB نشان می دهد که فرآیندهای توسعه یافته در کار حاضر ( شکل 2 ) می توانند اثر اتصال تولید شده توسط HM (آمورف، کریستال و/یا نیمه کریستال) را افزایش دهند. ) CSH در توسعه قدرت.

از مطالعه تجربی آزمایشگاهی، انتظار می‌رود که یک مسیر صنعتی از جمع‌آوری ضایعات، تا تولید مصالح ساختمانی چرخه‌شده ، و کاربرد ساخت‌وساز پیشنهاد شود. همانطور که در شکل 13 نشان داده شده است ، CGSW از سایت های ساخت و ساز جمع آوری می شود و سپس فیلتر و خشک کردن در محل را برای تولید کیک های لجن تجربه می کند. بعداً، آن کیک‌های لجنی برای پیش تصفیه، مخلوط کردن، قالب‌گیری و HM برای تولید بلوک‌های HM-CGSW به کارخانه منتقل می‌شوند. بلوک های واجد شرایط HM-CGSW را می توان برای ساخت و سازهای جدید استفاده کرد. به عنوان مثال، برای یک ساختمان دو طبقه، ساخت و ساز ممکن است در مجموع به حدود 100000 قطعه بلوک HM-CGSW نیاز داشته باشد، مجموع انتشار گازهای گلخانه ای e-CO2 _و هزینه ها در مقایسه با CB 4608 کیلوگرم و 58394 CNY کاهش می یابد ( شکل 13 ). این فرآیندها و تولید HM-CGSW با اهداف توسعه پایدار سازمان ملل متحد در 9 صنعت، نوآوری و زیرساخت، 11 شهر و اجتماع پایدار، و 13 اقدام اقلیمی مطابقت دارد.

تخمین زده شد که برای یک شهر متوسط یا بزرگتر چین، تولید سالانه CGSW به 5 میلیون تن می رسد ( هنگ چن و همکاران، 2022 ). در Wenzhou، کل تولید CGSW از سال 2021 تا 2025 به 8.2 × ¹⁰⁷ m3 انباشته می ^{شود (}دو و همکاران 2024 ). هنگامی که 10 درصد از CGSW (حدود 500000 تن) با HM برای ساخت بلوک های ساختمانی به چرخه درآمد، حدود 256 میلیون قطعه بلوک HM-CGSW را می توان تولید کرد و برای ساخت و سازهای جدید استفاده کرد. اگر آن بلوک های HM-CGSW برای جایگزینی CB استفاده شود، کاهش انتشار و هزینه e-CO ₂به ترتیب بیش از 12000 تن و 152 میلیون یوان یوان خواهد بود. در واقع، در Wenzhou، یک کارخانه نمایشی در مقیاس مگاتون برای تصفیه بقایای ساختمانی با استفاده از HM ساخته شده است ( دو و همکاران، 2024 ). با در نظر گرفتن مزایای زیست محیطی بیشتر کاهش ضایعات لجن و صرفه جویی در منابع با ارزش مانند خاک رس و سیمان، این یک راه امیدوارکننده برای چرخش CGSW با HM برای تولید مصالح ساختمانی است.

با این حال، این تحقیق هنوز دارای محدودیت هایی است. اولاً، فرآیند تصفیه CGSW در این مطالعه (خشک کردن در فر در دمای 80 ^درجهسانتیگراد) ممکن است کاملاً برای تولید صنعتی مناسب نباشد. دوم، نمونه های آزمایش شده نسبتا کوچک بودند، برای بلوک های ساختمانی بزرگ واقعی، مقاومت فشاری کمتر خواهد بود. آخرین اما نه کم‌اهمیت، انتشار تخمینی e-CO ₂، انرژی و هزینه‌ها ممکن است هنگام استفاده از این تکنیک HM برای کاربردهای صنعتی دارای برخی سوگیری‌ها باشد. تحقیقات بیشتری برای کاهش شکاف بین آزمایش‌های آزمایشگاهی و تولید صنعتی در محل مورد نیاز است. علاوه بر این، افزودنی‌های به دست آمده از کلسیم جایگزین آهک خشک شده، مانند سرباره فولاد و سرباره کاربید ، ( کاناگاراج و همکاران، 2022 ؛ اینازومی و همکاران، 2024 ) می‌خواهند انتشار و هزینه‌های e- _{CO2 را کاهش دهند.}

پایدار، سبز یا هوشمند؟ مسیرهایی...

ژوئن 10, 2026