إعادة تدوير الخرسانة

استمع على ساوندكلاود 🎧

الخرسانةُ عموماً هي أكثرُ الموادِ استخداماً في مجالِ البناءِ، إلّا أنّها الأكثرُ تأثيراً على البيئة، ونظراً لأنّ التّجمعاتِ الخشنةِ كالحصى والصّخورِ المسحوقةِ تُشكّلُ أغلبَ حجمِ الخرسانةِ، فإنّ عمليّةَ التّعدينِ والنّقلِ لهذهِ التّجمعاتِ تحتاجُ إلى كميّةٍ كبيرةٍ من الطّاقةِ والّتي تؤثِّرُ بشكلٍ سلبيٍّ على البيئةِ ومناطقِ الغاباتِ وقاعِ الأنهار، ومع تأثيرِ الإنسانِ المشتَركِ على البيئةِ فإنَّ الكوكبَ دخلَ في عصرٍ جيولوجيٍّ جديدٍ وهو عهدُ "Anthropocene."، وقد راقبَ العلماءُ مشكلةَ الخرسانةِ بشكلٍ خاصٍ ولاحظوا أنَّ أكثرَ من نصفِ الخرسانةِ المُستخدَمةِ منذ اكتشافها قد أُنتجت في العشرينَ سنةٍ الماضية.

إنَّ ترميمَ وتعديلَ واستبدالَ البنى التّحتيّةِ القديمةِ سوف يؤدّي إلى زيادةِ حجمِ وكميّةِ الرُّكامِ الخرسانيِّ القديمِ وزيادةِ الطَّلبِ على الخرسانةِ الجديدةِ، لذلك يجب أن نكونَ مستعدِّينَ للاستفادةِ من هذه المصادرِ المتزايدةِ وألَّا ندَعَها دونَ استثمارٍ، تُرَكِّزُ معظمُ الأبحاثِ والممارساتِ العمليّةِ المُتعلِّقَةِ بالاستخدامِ المُستدامِ للخرسانةِ على فكرةِ البديلِ الجزئيِّ للإسمنتِ بواسطة موادٍ تأتي من نواتجَ عرضيّةٍ للصّناعاتِ مثل: الرَّمادِ المُتطايرِfly ash ، وخبثِ الأفرانِ العاليةِ slag، ودخانِ السّيليكيا silica fume إلّا أنّه تمَّ التّركيزُ أيضاً على موضوعِ إعادةِ تدويرِ الخرسانةِ وصُنْعِ الخرسانةِ الجديدةِ من تجمُّعاتٍ خرسانيّةٍ قديمةٍ أُعيدَ تدورُها، والّتي يمكن ان تكونَ ذاتِ استمراريّةٍ وأقلَّ تكلفةً من تجمُّعاتٍ أُخرى تُستعملُ في صُنْعِ الخرسانة، ولكنَّ نوعيّةَ هذه الخرسانةِ تعتمدُ بشكلٍ رئيسيٍّ على نوعيّةِ الموادِ المُعادِ تدويرِها الّتي استُخدِمت، حيث أنَّ المانعَ الأكبرَ لإعادةِ تدويرِ الخرسانةِ هو التَّغيُّرُ الّذي يَطرأ على الموادِ المُعادِ تدويرِها، وكيف سيؤثِّرُ هذا التّغيُّرُ على قوةِ وتصلُّبِ ومتانةِ الخرسانةِ المُسلَّحَةِ، لذلك كان لابدَّ من تطويرِ مفهومِ تأثيرِ استخدامِ التَّجمُّعاتِ الخرسانيّةِ المعادِ تدويرِها على سلوكِ الخرسانةِ المُسلَّحَةِ في الأبنيةِ من حيثُ الانتقالاتِ في الهيكلِ وكم سيستمرُّ التَّشوّهُ في المنشأ تحت تأثيرِ التَّحميلِ اليوميِّ المستمرِّ وإيجادِ طرقٍ لتقييمِ الموادِ المعادِ تدويرها من أجلِ الاستعمالِ في الخرسانةِ الجديدةِ، بحيثُ أنَّ تلكَ الأبنيةِ الّتي تستخدمُ كميّةً كبيرةً من الخرسانةِ المُعادِ تدويرها يمكنُ أن تصمَّمَ بشكلٍ آمنٍ وتؤدّي الغرضَ المطلوبَ منها دونَ نتائجَ غيرِ مرغوبةٍ في الأداء.

فمثلاً تفاعلُ مادةِ السّيليكا الحاصلةِ في الخرسانةِ على مرِّ الوقتِ يؤدّي إلى تمدُّدِها وإضعافِها في النّهاية، لذلك توجدُ اختباراتٌ لمعرفةِ سهولةِ تأثُّرِ التّجمُّعاتِ المُشكِّلةِ للخرسانةِ، غيرَ أنَّ هذه الاختباراتِ قد طُوِّرت من أجلِّ تطبيقِها على التّجمُّعاتِ التّقليديّةِ وليس على التّجمُّعاتِ النَّاتجةِ عن إعادةِ تدويرِ الخرسانةِ القديمةِ، لذلكَ قامت مجموعةٌ مشترَكَةٌ من الباحثين بوضعِ مشروعِ بحثٍ يتضمَّنُ اختباراتِ التّسريعِ في المخبرِ والذي هو اختبارٌ يُعطي فكرةً عن نتائجِ عمليّةِ الاختبارِ الّتي نحصلُ عليها بعد فترةٍ زمنيّةٍ طويلةٍ في الواقعِ خلالَ فترةٍ زمنيّةٍ قصيرةٍ في المختبر، وتمَّ إجراءُ الاختبارِ من أجلِ تقييمِ تفاعلِ السّيليكا القلويّةِ مع هذا النّوعِ من التّجمُّعاتِ، وقد نفّذَ فريقٌ من أربعِ مختبراتٍ هذا الاختبار اعتماداً على نوعيّةِ الموادِ ذاتِها في المختبراتِ الأربعة من أجلِ إيجادِ وتقييمِ الاختلافِ بين نتائجِ هذه المختبرات، أمّا المرحلةُ الثّانيةُ من البحثِ فقد اهتمَّت بتعزيزِ نتائجِ المرحلةِ الأولى عن طريقِ اختبارِ ثلاثِ تجمُّعاتٍ إضافيّةٍ في مختبرَينِ مختلفَينِ، فوجودُ عدّةِ طرقٍ من أجلِّ التَّحكُّمِ بتفاعلِ السّيليكا القلويّةِ في الخرسانةِ التي تحتوي على تجمُّعاتٍ تقليديّةٍ، أَوجَبَ معرفةَ مدى فعاليّةِ هذه الطُّرقِ في الخرساناتِ المصنوعةِ من تجمُّعاتٍ خرسانيّةٍ أُعيدَ تدويرها.

كمّا أُجريَت دراساتٌ من أجلِ تطويرِ إنتاجِ البلوكّاتِ الخرسانيّةِ وأحجارِ الرَّصْفِ باستخدامِ تجمُّعاتٍ أُعيدَ تدويرُها من منشآتٍ وأبنيةٍ قديمةٍ، وأُجريت محاكماتٌ في المختبراتِ لمعرفةِ إمكانيّةِ استخدامِها، وأدّت النّتائجُ إلى أنَّ استبدالَ التّجمُّعاتِ الطّبيعيّةِ بتجمُّعاتٍ معادَةٍ التّدويرِ بكميّاتٍ تتراوحُ بين 25% إلى 50% سيؤثّرُ بشكلٍ خفيفٍ على قوّةِ الضّغطِ للعيذناتِ، أمّا استخدامُها بكميّاتٍ أكبرَ سيخفِّضُ قوّةَ الضَّغطِ بمقدارٍ كبير.

هذه الأبحاثُ والنّتائجُ يمكن أن تساعدَ المهندسين في تصميمِ تراكيبَ خرسانيّةٍ تضمُّ عدّةَ تجمُّعاتٍ منها التّجمُّعاتِ المُعادِ تدويرُها والّتي سيكون لها تأثيرٌ أقلُّ على البيئة، فبرأيكم ما الإجراءاتُ الإضافيّةُ الّتي يمكنُ إتّباعًها لضمانِ أمانِ وسلامةِ استخدامِ الخرسانةِ مُعادَةِ التّدويرِ في مُختلَفِ المنشآت.

المصادر:

1 - هنا

2 - هنا