11 . کاربردهای دنیای واقعی فناوریهای بتن صفر کربن
انتقال از آزمایشات در مقیاس آزمایشگاهی به کاربردهای دنیای واقعی برای پذیرش گسترده فناوریهای بتن بدون کربن بسیار مهم است. این بخش چندین مطالعه موردی را ارائه میکند که اجرای عملی فناوریهای مختلف بتن پایدار را نشان میدهد، بینشی در مورد عملکرد، چالشها و پتانسیل آنها برای کاهش ردپای کربن در صنعت ساختوساز ارائه میدهد.
11.1 . بتن ژئوپلیمر: ساختمان موسسه تغییر جهانی، استرالیا
بتن ژئوپلیمری به عنوان یک جایگزین امیدوارکننده برای بتن PC سنتی ظاهر شده است که کاهش قابل توجهی در انتشار CO 2 ارائه می دهد . ساختمان موسسه تغییر جهانی (GCI) در دانشگاه کوئینزلند، که در سال 2013 تکمیل شد، به عنوان یکی از اولین کاربردهای مقیاس بزرگ بتن ژئوپلیمری در سراسر جهان است [ 242 ]. این ساختمان دارای پانل های کف بتنی ژئوپلیمری پیش ساخته ساخته شده با چسب 100% مبتنی بر خاکستر بادی است که به طور کامل جایگزین OPC می شود.
آلبیتر و همکاران [ 243 ] یک مطالعه جامع بر روی بتن ژئوپلیمری ساختمان GCI انجام داد و گزارش داد که 70٪ کاهش CO 2 را در مقایسه با بتن معمولی به دست آورد. طرح اختلاط از خاکستر بادی کلاس F استفاده میکند که با ترکیبی از سیلیکات سدیم و هیدروکسید سدیم فعال میشود و منجر به بتنی با مقاومت فشاری 40 مگاپاسکال در 28 روز میشود. نویسندگان خاطرنشان کردند که در حالی که هزینه اولیه بتن ژئوپلیمری تقریباً 10 درصد بیشتر از بتن معمولی است، مزایای دوام طولانی مدت و پتانسیل کاهش کربن این سرمایه گذاری را توجیه می کند.
چالش های پیش آمده در طول پروژه شامل نیاز به شرایط عمل آوری تخصصی و فقدان استانداردهای تعیین شده برای بتن ژئوپلیمری بود. با این حال نوشینی و همکاران. گزارش داد که پس از پنج سال خدمات، پانل های بتن ژئوپلیمری دوام عالی و بدون هیچ نشانه ای از تخریب را نشان دادند [ 244 ]. این بینش نشان می دهد که این مواد می توانند در طول زمان در شرایط دنیای واقعی به خوبی عمل کنند.
11.2 . پروژه LEILAC (آهک و سیمان با شدت انتشار کم) در کارخانه سیمان هایدلبرگ در لیکس، بلژیک
اجرای قابل توجه فناوری جذب کربن، پروژه LEILAC (آهک و سیمان با شدت انتشار کم) در کارخانه سیمان هایدلبرگ در لیکس، بلژیک است.
هیلز و همکاران [ 245 ] یک نمای کلی از LEILAC ارائه کرد که شامل یک کلسینر با طراحی ویژه است که جذب CO2 خالص را در حین آزاد شدن از سنگ آهک در طول کلسینه شدن امکان پذیر می کند. این فرآیند تقریباً 60 درصد از انتشار سیمان را تشکیل می دهد. نویسندگان گزارش کردند که هدف این فناوری، جذب بیش از 95 درصد از انتشار CO2 ناشی از تکلیس سنگ آهک است، در حالی که تأثیر کمتری بر کارایی انرژی کارخانه سیمان دارد.
مزیت کلیدی LEILAC، همانطور که توسط هیلز و همکاران مورد بحث قرار گرفت. [ 245 ] پتانسیل آن برای مقاوم سازی کارخانه های سیمان موجود است. مطالعه آنها روی کارخانه آزمایشی، طراحی شده برای نگهداری 240 تن در روز کنجاله خام سیمان، مقیاس پذیری و پتانسیل این فناوری را برای کاربرد در مقیاس صنعتی نشان داد. این توانایی برای ادغام با زیرساخت های موجود برای پذیرش گسترده جذب کربن در صنعت سیمان بسیار مهم است.
بیو و همکاران [ 160 ] در بررسی فن آوری های جذب و ذخیره کربن (CCS)، پروژه LEILAC را در زمینه گسترده تر CCS قرار دادند. این مطالعه بر اهمیت چنین پروژههای نمایشی در پیشرفت فناوری CCS تأکید کرد و پتانسیل روشهای جداسازی مستقیم را برای کاهش قابل توجه هزینههای مرتبط با جذب CO2 در صنعت سیمان برجسته کرد.
در حالی که پروژه LEILAC نویدبخش است، مهم است که توجه داشته باشید که تنها به انتشار گازهای گلخانه ای از تکلیس سنگ آهک می پردازد. برای مقابله با سایر منابع CO2 در تولید سیمان، مانند احتراق سوخت، به استراتژیهای بیشتری نیاز است. با این وجود، این پروژه پتانسیل فنآوریهای نوآورانه را برای کاهش چشمگیر ردپای کربن تولید سیمان نشان میدهد که گامی حیاتی در جهت دستیابی به بتن بدون کربن است.
پروژه LEILAC اهمیت همکاری صنعت و نوآوری های فناورانه را در پرداختن به چالش های زیست محیطی که بخش ساخت و ساز با آن مواجه است را نشان می دهد. این یک مثال ملموس از اینکه چگونه فنآوریهای جذب کربن را میتوان در محیطهای واقعی پیادهسازی کرد، ارائه میکند و راه را برای پذیرش گستردهتر در سراسر صنعت هموار میکند.
11.3 . بتن پرینت سه بعدی: دفتر آینده، بتن ژئوپلیمر دبی
“دفتر آینده” در دبی که در سال 2016 تکمیل شد، نقطه عطفی در ساخت و ساز چاپ سه بعدی است. این ساختمان 250 متر مربعی اولین ساختمان اداری پرینت سه بعدی کاملاً کاربردی در جهان است [ 246 ]. کل ساختار با استفاده از یک مخلوط سیمان تخصصی چاپ شد و تنها در 17 روز در محل مونتاژ شد و پتانسیل پرینت سه بعدی برای متحول کردن شیوه های ساخت و ساز را نشان داد.
Buswell و همکاران [ 136 ] فرآیند ساخت و ساز دفتر دبی را تجزیه و تحلیل کرد و دریافت که روش چاپ سه بعدی هزینه های نیروی کار را 50 تا 80 درصد و ضایعات ساختمانی را 30 تا 60 درصد در مقایسه با روش های ساخت و ساز سنتی کاهش می دهد. مخلوط بتن تخصصی مورد استفاده در پروژه شامل کاهنده های آب با برد بالا و افزودنی های کنترل کننده تنظیم برای دستیابی به خواص رئولوژیکی مورد نیاز برای اکستروژن و در عین حال حفظ یکپارچگی ساختاری بود. تای و همکاران [ 247 ] چالشهایی را در مقیاسسازی فناوری چاپ سهبعدی، از جمله نیاز به چاپگرهای مقیاس بزرگ و محدوده محدود مواد قابل چاپ، برجسته کرد. با وجود این چالش ها، تکمیل موفقیت آمیز دفتر دبی امکان سنجی سازه های بتنی پرینت سه بعدی و پتانسیل آنها را برای کاهش قابل توجه زمان ساخت و ضایعات مواد نشان می دهد.
Leave A Comment