آجرهای بیابانی جایگزین سیمان می‌شوند

به گزارش جام‌جم‌آنلاین، بیابان‌های شن‌زار در کشور‌های حاشیه خلیج‌فارس که سرشار از نفت هستند، پارادوکس کاربردی را نشان می‌دهند، با وجود وسعت عظیم شن، بسیاری از این شن‌ها به دلیل کمبود آب برای کشاورزی مناسب نیستند. 

سیمان، یکی از پرمصرف‌ترین مصالح ساختمانی در جهان است، اما تولید آن هزینه زیست‌محیطی بالایی دارد. سیمان «پرتلند» به‌تنهایی تا ۱۰ درصد از انتشار جهانی دی‌اکسیدکربن را به خود اختصاص می‌دهد و اکنون، دانشمندان دانشگاه شارجه در امارات متحده عربی می‌گویند که جایگزین سازگار با محیط‌زیست ارائه کرده‌اند که آجر‌های ساختمانی مقاوم ساخته‌شده از شن بیابان است.

نتایج تحقیق کنونی نشان می‌دهد، شن بیابان که مدت‌ها برای ساخت‌وساز نامناسب تلقی می‌شد، می‌تواند با ترکیب با چسب‌های ویژه‌ای به نام «چسب‌های فعال‌شده با قلیا» به آجر‌های مقاوم و پایدار تبدیل شود.

در کشور‌های خلیج فارس، بیابان‌های وسیع تا کیلومتر‌ها ادامه دارند، اما بیشتر شن‌ها بدون پردازش گران‌قیمت، برای کشاورزی یا ساخت‌وساز بی‌فایده به نظر می‌رسند. بتن سنتی به انواع خاصی از شن و سیمان «پرتلند» نیاز دارد که تولید آن انرژی‌بر است. همچنین آجر‌های سنتی سفالی در طول فرآیند پخت به حرارت بالا نیاز دارند که انتشار گاز‌های گلخانه‌ای را افزایش می‌دهد.

گروه تحقیقاتی شارجه رویکرد متفاوتی را اتخاذ کرد، آنان شن طبیعی بیابان را جمع‌آوری کرده و با «چسب‌های فعال‌شده با قلیا» مخلوط کردند که بخشی از آنها از ضایعات صنعتی مانند سرباره کوره بلند و خاکستر بادی ساخته شده بود. به جای سیمان «پرتلند»، این چسب‌ها با استفاده از محلول‌های قلیایی واکنش‌های شیمیایی ایجاد و ساختار‌های مقاوم و شبیه سنگ تولید می‌کنند.

یکی از مزایای اصلی آجر‌های کنونی این است که در دمای محیط سخت می‌شوند، بسیاری از سیستم‌های جایگزین سیمان نیاز به پخت حرارتی دارند که مصرف انرژی و هزینه را افزایش می‌دهند. سخت شدن آجر‌ها در شرایط عادی محیطی، ردپای زیست‌محیطی را به حداقل می‌رساند.

نتایج آزمایش‌ها نشان داد که این آجر‌های بیابانی از نظر عملکرد مکانیکی، جذب آب و دوام، برابر یا حتی بهتر از آجر‌های سیمانی و سفالی سنتی عمل می‌کنند. به‌ویژه مقاومت عالی در برابر حمله سولفات — نوعی آسیب شیمیایی رایج در محیط‌های ساحلی و دریایی — از ویژگی‌های برجسته آنهاست.

این آجر‌ها همچنین تحت چرخه‌های خیس و خشک و شرایط دوام دیگر آزمایش و مطابق استاندارد ASTM، معیار بین‌المللی مصالح ساختمانی، ارزیابی شدند.

علاوه بر عملکرد، مزایای زیست‌محیطی آنها چشمگیر است. صنعت ساختمان حدود ۴۰ درصد انرژی جهانی را مصرف می‌کند و یکی از عوامل اصلی انتشار گاز‌های گلخانه‌ای است. استفاده از شن بیابان محلی و ضایعات صنعتی به جای سیمان «پرتلند» پرکربن می‌تواند تاثیر این صنعت بر تغییرات اقلیمی را کاهش دهد.

سایت نوریج گزارش کرد، دانشمندان اکنون در حال برنامه‌ریزی برای انتقال این فناوری از آزمایشگاه به تولید واقعی شامل توسعه فرآیند تولید در مقیاس بزرگ، آزمایش‌های اولیه و تحلیل هزینه و لجستیک هستند. اگر این طرح موفق شود، نوآوری کنونی می‌تواند مصالح در مناطق بیابانی را با مصالح ساختمانی محلی و با انتشار کم کربن تامین کند و شن‌های بی‌استفاده به یکی از اجزای کلیدی ساختمان‌های سبز در سراسر جهان تبدیل شود.

نتایج این تحقیق در نشریه «مواد در مهندسی عمران» (Materials in Civil Engineering) منتشر شده است.