امکان استفاده مجدد از زباله های لجن (قسمت چهارم)

امکان استفاده مجدد از زباله های لجن (قسمت چهارم) - ساختمان سبز ایرانیان

ساختمان‌های پایدار
By negareh
نظر (0)

4 . نکات نتیجه گیری

در مطالعه حاضر، HM برای تصفیه مخلوط CGSW و آهک خاموش استفاده شد، نسبت بهینه Ca/Si بر اساس آزمون مقاومت فشاری به‌دست آمد و اثرات دمای پخت HM و مدت زمان پخت مورد بررسی قرار گرفت. زمانی که یک فرآیند صنعتی در نظر گرفته شد، انتشار، انرژی و هزینه‌های e-CO2 _برآورد شد. چندین یافته قطعی از نتایج را می توان به شرح زیر استخراج کرد.

1
بلوک‌های HM-CGSW با موفقیت تولید شدند و نمونه‌های با نسبت کلسیم به سیلیسیم 0.5 دارای استحکام فشاری 50.2 مگاپاسکال و SCR 2.95 MPa / درصد بودند. نسبت کلسیم/سیلیوم بالاتر از 0.5 هیچ مزیتی برای تشکیل CSH در شرایط فعلی HM نخواهد داشت. واکنش HM ناکافی برای HM-CGSW با نسبت های Ca/Si 0.7 و 0.9 بررسی شد.
2
دمای پخت HM 200 درجه سانتی گراد و مدت زمان 12 ساعت بالاترین مقاومت خمشی 24.75 مگاپاسکال را به همراه داشت. دمای پخت HM 160 درجه سانتی‌گراد باعث واکنش‌های کلسیم سیلیس ناکافی در مخلوط‌های CGSW-آهک می‌شود. مدت زمان پخت کوتاه‌تر 8 ساعت باعث واکنش‌های کلسیم-سیلیکا ناکافی نمی‌شود، اما رشد CSH ممکن است کاهش یابد و در نتیجه استحکام خمشی کمتری ایجاد شود. مدت زمان پخت طولانی تر 24 ساعت ساختار CSH را از فیبری به فویل مانند تغییر می دهد و باعث کاهش شدید مقاومت خمشی به 15.94 مگاپاسکال می شود.
3
تولید یک متر مکعب بلوک HM-CGSW با نسبت بهینه Ca/Si و شرایط پخت، 305.81 کیلوگرم CO ₂ منتشر می کند و هزینه آن 222.44 CNY است که کمتر از CB (336 کیلوگرم CO ₂ / m ³ و 605 CNY / m ³ ) است. و AFB (341 کیلوگرم CO ₂ / m ³ و 300 CNY / m ³ ). نسبت E/S بلوک HM-CGSW 6.08 کیلوگرم CO ₂ / m ³ / مگاپاسکال بود، که تنها نیمی از نسبت CB (12.22 کیلوگرم CO ₂ / m ³ / MPa) و یک سوم نسبت AFB (17.05 کیلوگرم CO ₂ / Mpa) بود. ³ /MPa).
4
سناریوی ساخت یک ساختمان دو طبقه با بلوک HM-CGSW پیشنهاد شد و کل انتشار e-CO ₂برآورد شد. به ازای هر 100000 قطعه HM-CGSW که برای ساخت و ساز دو طبقه استفاده می شود ، می تواند 4608 کیلوگرم انتشار e-CO ₂ و 58394 CNY را در مقایسه با CB کاهش دهد.

به طور خلاصه، یافته‌های ما گواهی می‌دهند که HM می‌تواند CSH آمورف و/یا چندشکلی را در مخلوط CGSW-آهک ایجاد کند که ساختارهای پایداری برای استحکام بالا ایجاد می‌کند و دروازه‌ای را برای استفاده‌های ارتقای صنعتی CGSW برای تولید مصالح ساختمانی باز می‌کند .

بیانیه مشارکت نویسنده CRediT

یائو دو: تجسم، اعتبارسنجی، نرم افزار، روش شناسی، بررسی، تحلیل رسمی. Yuxuan Qi: اعتبار سنجی، نرم افزار، روش شناسی، بررسی، تجزیه و تحلیل رسمی. کیهان کیو: روش شناسی، بررسی، گردآوری داده ها، مفهوم سازی. هایدونگ ژانگ: منابع، مدیریت پروژه، تحقیق، مفهوم سازی. بو لی: مدیریت پروژه، تحقیق، سرپرستی داده ها. هنگهای لو: نظارت، مدیریت پروژه، جذب سرمایه، مفهوم سازی. Xincai Chen: نظارت، مدیریت پروژه، روش‌شناسی، مفهوم‌سازی. لیانگتونگ ژان: نظارت، مدیریت پروژه، مفهوم سازی. Qiang Zeng: نوشتن – بررسی و ویرایش، نوشتن – پیش‌نویس اصلی، تجسم، نرم‌افزار، کسب سرمایه، مفهوم‌سازی.

اعلامیه منافع رقابتی

نویسندگان اعلام می‌کنند که هیچ رابطه شخصی رقیب یا علاقه‌مند مالی که به نظر می‌رسد بر کار گزارش‌شده در این مقاله تأثیر بگذارد، ندارند.

تصدیق

این تحقیق توسط صندوق مشترک آزمایشگاه دریاچه بایما بنیاد علوم طبیعی استان ژجیانگ چین (شماره BMHZ24E020004 ) و صندوق های تحقیقات بنیادی برای دانشگاه های مرکزی پشتیبانی می شود .

ضمیمه A. برآورد انتشار e-CO ₂

انتشار E-CO ₂ بر اساس استاندارد برای محاسبه انتشار کربن ساختمان (GB/T 51366، 2019) برآورد شد. مجموع انتشار e-CO ₂ برای تولید بلوک HM-CGSW شامل مصرف خالص فعالیت‌های احتراق سوخت فسیلی (FFCA)، فرآیند تولید صنعتی (IPP) و خرید خالص برق و گرما (EH) می‌شود که:(2)

e - C O_{2} = FFCA + IPP + EH

برای FFCA، انتشار e-CO ₂ را می توان به صورت زیر محاسبه کرد:(3)

FFCA = \sum_{i}^{n} {CV}_{i} \times {NC}_{i} \times {CC}_{i} \times {OF}_{i} \times \frac{44}{12}

که در آن CV _i میانگین ارزش حرارتی پایین (GJ/10 ⁴ Nm ³ )، NC _i مصرف خالص (10 ⁴ Nm ³ )، CC _i محتوای کربن در واحد ارزش حرارتی (tC/GJ) و OF _i است. نرخ اکسیداسیون کربن سوخت فسیلی i ام (%) است.

اگر گاز طبیعی به عنوان سوخت فسیلی استفاده شود، تولید یک بلوک HM-CGSW یک متر مکعب بر اساس یک مطالعه آزمایشی درجا، 5.87 متر ^{مکعب مصرف خواهد کرد و CV}_i ، CC _i و OF _i^{به عنوان GJ/10 4} Nm 389.31 پذیرفته شده است . ³ ، 15.3 kgC/GJ و 0.99 درصد به ترتیب. سپس FFCA به عنوان 12.69 kgCO ₂/ m ³ تخمین زده می شود .

برای IPP، انتشار e-CO ₂ را می توان به صورت زیر تخمین زد:(4)

IPP = \sum_{i}^{n} M_{i} \times F_{i}

که در آن Mi _و F _i مصرف مواد (t/m ³ ) و ضریب انتشار CO _{2 (kgCO}₂ / t ) ماده اصلی i ام است. در این کار، ضریب انتشار CO ₂ CGSW، آهک خاموش و آب لوله کشی به ترتیب 0، 747 و 0.168 کیلوگرم CO ₂ در تن در نظر گرفته شد. سپس IPP با توجه به نسبت مخلوط نشان داده شده در جدول 1 محاسبه می شود .

برای EH، انتشار e-CO ₂ را می توان به صورت زیر ارزیابی کرد:(5)

EH = \sum_{i}^{n} E_{i} \times {EF}_{i} + \sum_{j}^{m} H_{j} \times {HF}_{j}

که در آن E _i و H _j به ترتیب برق خالص خریداری شده (MWh) و گرما (GJ) هستند. و EF _i و HF _j به ترتیب فاکتورهای انتشار CO ₂ برق (tCO ₂ / MWh) و گرما (tCO ₂ / GJ) هستند. در نیروگاه های HM مدرن، از برق سبز استفاده می شود و مصرف برق در هر متر مکعب بلوک HM-CGSW به 15 کیلو وات⋅ ساعت با EF _i 0.5810 کیلوگرم CO ₂ /kW⋅h نزدیک می شود. بنابراین، EH = 8.72 کیلوگرم CO ₂ / m ³ .

جدول 3 . برآورد انتشار e-CO ₂ برای HM-CGSW.

نسبت Ca/Si	IPP	FFCA	EH	مجموع e-CO ₂
نسبت Ca/Si	(kgCO ₂ /m ³ )	(kgCO ₂ /m ³ )	(kgCO ₂ /m ³ )	(kgCO ₂ /m ³ )
0.4	241.45	12.69	8.72	262.90
0.5	284.37	12.69	8.72	305.81
0.6	323.40	12.69	8.72	344.81
0.7	366.19	12.69	8.72	387.60
0.8	390.70	12.69	8.72	412.11
0.9	435.62	12.69	8.72	457.03
1.0	453.34	12.69	8.72	474.75

ضمیمه B. تخمین انرژی

انرژی مورد استفاده برای تولید بلوک HM-CGSW شامل بخش مواد، قبض برق و قبض گاز است و داده ها در جدول 4 آمده است .

جدول 4 . تخمین انرژی برای تولید بلوک های HM-CGSW (GJ/m ³ ).

نسبت Ca/Si	مواد	برق	گاز	کل انرژی
0.4	0.491	0.229	0.054	0.774
0.5	0.579	0.229	0.054	0.862
0.6	0.658	0.229	0.054	0.941
0.7	0.745	0.229	0.054	1.028
0.8	0.795	0.229	0.054	1.078
0.9	0.886	0.229	0.054	1.169
1.0	0.992	0.229	0.054	1.205

پیوست ج . برآورد هزینه ها

هزینه بلوک HM-CGSW (U) را می توان به صورت زیر تخمین زد:(6)

U = U_{F} + U_{V} + U_{T}

که در آن U _F هزینه ثابت شامل هزینه تجهیزات، هزینه نیروی کار و هزینه زمین برای یک کارخانه تجاری (CNY/m ³ ) است. U _V هزینه متغیر از جمله هزینه مواد و انرژی (CNY/m ³ ) است. U _T هزینه مالیات و نگهداری (CNY/m3 ⁾ است . U _F و U _T بر اساس داده های یک کارخانه HM در چین به ترتیب 48.44 و 8.38-10.82 CNY/m3 هستند ⁽دو و همکاران، 2024 ).

U _{V را} می توان با استفاده از رابطه زیر محاسبه کرد:(7)

U_{V} = \sum_{1}^{n} U_{i} N_{i}

که در آن U _i و N _i هزینه واحد و مصرف ماده i است. هزینه های CGSW، آهک خاموش، آب نواری به ترتیب -40، 450 و 4.55 یوان / تن است. و قبض برق و گاز به ترتیب 0.7 CNY/kW⋅h و 0.469 CNY/m3 ^است . با توجه به نسبت مخلوط استفاده شده در این کار، هزینه های تولید بلوک های HM-CGSW متر یک مکعبی در جدول 5 آمده است .

جدول 5 . برآورد هزینه ها برای HM-CGSW (CNY/m ³ ).

نسبت Ca/Si	یو _اف	U _V	یو _تی	U
0.4	135.07	48.44	10.82	194.33
0.5	163.75	48.44	10.25	222.44
0.6	189.65	48.44	9.77	247.86
0.7	216.74	48.44	9.51	274.69
0.8	234.31	48.44	8.95	291.70
0.9	261.74	48.44	8.88	319.06
1.0	274.88	48.44	8.38	331.70

در دسترس بودن داده ها

داده ها در صورت درخواست در دسترس قرار خواهند گرفت.

مراجع

آتان و همکاران، 2021

ابوبکیر آتان ، موجاهیت سوتجو ، آتا سادیک کام

اثرات ترکیبی ضایعات بوکسیت فرآیند بایر (گل قرمز) و ضایعات کشاورزی بر خواص تکنولوژیکی آجرهای رسی پخته شده

جی. ساخت. مهندس , 43 ( 2021 ) , ماده 103194 , 10.1016/j.jobe.2021.103194

PDF را مشاهده کنید مشاهده مقاله در Scopus Google Scholar
بیان و همکاران، 2023

پنگ فی بیان ، منگ ژانگ ، کیجون یو ، بینگگن ژان ، پنگ گائو ، بینگلین گو ، یویانگ چن

مدل پیش بینی مقاومت فشاری بتن فوم دار با در نظر گرفتن توزیع اندازه منافذ

ساخت. ساخت. ماتر , 409 ( 2023 ) , ماده 133705 , 10.1016/j.conbuildmat.2023.133705

PDF را مشاهده کنید مشاهده مقاله در Scopus Google Scholar
چائو و همکاران، 2024

وی چائو ، شیائومینگ لیو ، زنگی ژانگ ، پنگفی وو

استفاده از ضایعات جامد برای تهیه بتن هوادهی: خواص مکانیکی و تجزیه و تحلیل ریزساختاری

جی. ساخت. مهندس , 82 ( 2024 ) , ماده 108235 , 10.1016/j.jobe.2023.108235

Google Scholar
چن و همکاران، 2017

لیلی چن ، جیان لیو ، لی زینگ ، کن دبلیو کراوس ، جیاشنگ وانگ ، گانگ ژو ، لی لی

تغییرات تاریخی در ورودی مواد آلی به رسوبات گلی در امتداد ساحل ژجیانگ-فوجیان، چین در 160 سال گذشته

سازمان ژئوشیمی. , 111 ( 2017 ) , صفحات 13 – 25 , 10.1016/j.orggeochem.2017.06.003

PDF را مشاهده کنید مشاهده مقاله Google Scholar
چن و همکاران، 2017

مینگسو چن ، لینگچائو لو ، شوده وانگ ، پیکی ژائو ، ونلونگ ژانگ ، شوسین ژانگ

بررسی تشکیل توبرموریت در تخته سیلیکات کلسیم و عوامل موثر بر آن تحت عمل آوری اتوکلاو

ساخت. ساخت. ماتر , 143 ( 2017 ) , صفحات 280 – 288 , 10.1016/j.conbuildmat.2017.03.143

PDF را مشاهده کنید مشاهده مقاله Google Scholar
کوی و همکاران، 2022

یون لیانگ کوی ، فانگ ران پان ، بینگ بینگ ژانگ ، شین کوان وانگ ، هونگ گو دیائو

آزمایش آزمایشگاهی گل ضایعات تصفیه شده با روش یکپارچه لخته سازی – خلاء – پخت

ساخت. ساخت. ماتر , 328 ( 2022 ) , Article 127086 , 10.1016/j.conbuildmat.2022.127086

PDF را مشاهده کنید مشاهده مقاله در Scopus Google Scholar
دو و همکاران، 2024

یائو دو ، چوانگ لیو ، کیهان کیو ، هایدونگ ژانگ ، بو لی ، شینکای چن ، هونگهای لو ، کیانگ زنگ

یک مطالعه نمایشی صنعتی در مقیاس مگاتون در مورد کانی سازی هیدروترمال، چرخه ضایعات سیلتی را فعال کرد. npj

ماتر Sustain ( 2024 ) ، 10.1038/s44296-024-00026-8

(در حال چاپ)

Google Scholar