تقویت ۳۰ درصدی بتن با تفاله قهوه!
ما دیجیتال: به گزارش ما دیجیتال، پژوهشگران دریافته اند که جایگزینی درصدی از شن و ماسه با تفاله قهوه منجر به تولید بتن قوی تری می شود.
به گزارش ما دیجیتال به نقل از ایسنا و به نقل از نیو اطلس، پژوهشگران دریافته اند که میتوان بتن را با جایگزینی درصدی از شن و ماسه تشکیل دهنده آن با تفاله های قهوه مصرف شده، ۳۰ درصد قوی تر کرد.
تفاله قهوه یک محصول زائد آلی است که در مقادیر زیادی تولید می شود و معمولا به محل دفن زباله راه می یابد.
این روش جدید همینطور استفاده از منابع طبیعی مانند شن و ماسه را می کاهد و بیشتر به رویکرد اقتصاد سبزتر در ساخت و ساز کمک می نماید.
تخمین زده می شود که در سراسر جهان سالانه ۶۰ میلیون تن تفاله قهوه مصرف شده(SCG) تولید می شود. به صورت سنتی، بیشتر این تفاله های قهوه به محل های دفن زباله ختم می شوند.
حالا پژوهشگران دانشگاه RMIT یک کاربرد عملی و در نوع خود منحصر به فرد را برای این نوع خاص از زباله پیدا کرده اند که ترکیب آن در بتن است.
راجیو رویچاند، نویسنده اصلی این مطالعه می گوید: منبع الهام کار ما یافتن روشی نوآورانه جهت استفاده از مقادیر زیادی ضایعات قهوه در پروژه های ساختمانی به جای رفتن به محل های دفن زباله بود تا به قهوه یک زندگی باردیگر بدهیم.
تفاله قهوه به علت اندازه ریز ذرات خود بعنوان یک جزء مفید در کاربردهای عمرانی و ساختمانی پیشنهاد شده است. ازاین رو پژوهشگران تصمیم گرفتند این مورد را مورد آزمایش قرار دهند. آنها ابتدا SCG را از کافه های مختلف در اطراف ملبورن استرالیا جمع آوری کردند و برای از بین بردن رطوبت، آنها را خشک کردند. سپس مواد آلی خشک شده در دو دمای مختلف منفی ۳۵۰ درجه سانتی گراد یا ۵۰۰ درجه سانتی گراد با استفاده از فرآیندی کم انرژی و بدون اکسیژن به نام پیرولیز برای ایجاد بیوچار(زغال تهیه شده از زیست توده های گیاهی و ضایعات کشاورزی) دمادهی شدند.
سپس تأثیر ۱۲ مخلوط با نسبت های متفاوت برای مقایسه اثرات SCG بر رفتار مکانیکی و ریزساختاری بتن مورد استفاده قرار گرفت. SCGهای مختلف در سیمان معمولی با حجم ۰، ۵، ۱۰، ۱۵ و ۲۰ درصد بعنوان جایگزینی برای سنگدانه های ریز(ماسه طبیعی) استفاده شدند.
این بتن تازه در چارچوب ها ریخته شد و برای حذف حفره های هوا تکان داده شد. سپس در دمای اتاق به مدت ۲۴ ساعت استراحت کرد، قالب گیری شد و در یک مخزن آب قرار گرفت شد تا این که برای سنجش استقامت در فشار یا مقاومت فشار آزمایش شد و با استفاده از پراش پرتو ایکس(XRD) و میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM) تحلیل و بررسی شد. قابل ذکر است که مقاومت فشاری حداکثر تنش فشاری است که یک ماده جامد می تواند بدون شکستگی تحمل کند.
پژوهشگران دریافتند که از بین تمام کامپوزیت های بتن مورد آزمایش، کامپوزیت هایی که ۱۵ درصد از شن و ماسه آنها با تفاله قهوه جایگزین شده و در دمای ۳۵۰ درجه سانتی گراد پخته شده بود، منجر به بهبود قابل توجهی در خواص آن شد که باعث افزایش ۲۹.۳ درصدی در مقاومت فشاری این بتن شد.
در حالیکه تحقیقات حول این مورد هنوز در مراحل اولیه است، پژوهشگران می گویند که نتایج آن امیدوارکننده است و با عنایت به فراگیر بودن قهوه، این راهکار به صورت بالقوه می تواند در ساخت و ساز در سراسر دنیا مورد بهره برداری قرار گیرد.
شانون کیلمارتین-لینچ یکی از نویسندگان این مقاله می گوید: صنعت بتن پتانسیل کمک قابل توجهی به افزایش بازیافت زباله های آلی مانند قهوه مصرف شده دارد. تحقیق ما در مراحل اولیه است، اما این یافته های هیجان انگیز روشی نوآورانه برای کاهش قابل توجه میزان زباله های آلی را که به محل دفن زباله می روند، عرضه می دهد.
این روش جدید تولید بتن علاوه بر صرفه جویی در فضا و ایجاد فضا در محل های دفن زباله، به مبحث زیست محیطی دیگری هم کمک می نماید و آن، حفظ منابع طبیعی محدود است. چون که ما سالانه تقریبا ۴۰ تا ۵۰ میلیارد تن شن و ماسه را جهت استفاده در ساخت و ساز استخراج می نماییم.
جی لی یکی از نویسندگان این مطالعه می گوید: استخراج مداوم شن و ماسه طبیعی در سراسر دنیا که معمولا از بستر و سواحل رودخانه ها گرفته می شود، برای برآورده کردن نیازهای رو به رشد صنعت ساختمان تاثیر زیادی بر محیط زیست دارد. ما با رویکرد اقتصاد چرخشی می توانیم زباله های ارگانیک را از محل دفن زباله دور نگه داریم و همینطور منابع طبیعی خود مانند شن و ماسه را بهتر حفظ نماییم.
پژوهشگران قصد دارند آزمایش های مکانیکی و دوام طولانی مدت را بر روی بیوچار قهوه با حرارت ۳۵۰ درجه برای کاربردهای بالقوه آن در صنعت ساخت و ساز انجام دهند و تاثیر استفاده از دماهای مختلف پیرولیز بر عملکرد این ماده را بیشتر بررسی نمایند.
این مطالعه در مجله Cleaner Production انتشار یافته است.
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب