سیمان و بتن سبز چیست؟ و چه کاربردهایی دارد؟

استفاده از روش‌های قدیمی در ساخت‌وساز، مشکلاتی را به همراه دارد؛ که از آنها می‌توان به تخریب محیط زیست و افزایش هزینه‌های ناشی از آن اشاره کرد. اما چه راهکاری برای آن وجود دارد؟ سیمان و بتن سبز چیست؟ و چطور می‌تواند در کاهش هزینه‌های زیست محیطی موثر باشد؟ اسپینگر ( espinger ) در این مقاله، به معرفی سیمان، بتن سبز و کاربرد آنها می‌پردازد.

صنعت سیمان با چالش‌های زیادی مواجه است؛ چالش‌هایی مانند کاهش ذخایر سوخت فسیلی، کمبود مواد خام، افزایش دائمی تقاضا و نگرانی‌های زیست‌محیطی فزاینده مرتبط با تغییرات آب و هوایی. هر تن سیمان معمولی که تولید می‌شود، مقداری CO2 را در اتمسفر آزاد می‌کند. که در مجموع، تقریباً معادل ۶٪ از کل دی‌‌اکسید کربن آزاد شده توسط انسان است. به‌همین دلیل، بهینه‌ترین روش‌های تولید و فرمول‌بندی‌ باید در دستور کار قرار بگیرند، تا از آزاد شدن CO2 در فرآیند تولید سیمان جلوگیری شود؛ یکی از راهکارهای کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای در شهرهای بزرگ، ساخت روف گاردن و ایجاد فضاهای سبز شهری است. گیاهان با جذب دی‌اکسید کربن و آزادسازی اکسیژن، هم در کاهش گاز گلخانه‌ای CO2 نقش دارند؛ و هم هوای محیط اطراف خود را تمیز می کنند. بنابراین، استفاده از بتن سبز در کنار طرح‌های دیگری مثل گسترش روف گاردن می‌تواند تاثیر بیشتری بر حفاظت از محیط زیست داشته باشد.

برای آشنایی بیشتر با اثرات زیست محیطی روف گاردن می توانید مقاله “بام سبز و کاهش مصرف انرژی” را مطالعه نمایید.

سیمان و بتن سبز چیست و چه کاربردهایی دارد؟

فهرست مطالبی که در ادامه نوشتار خواهید خواند به شرح زیر است:

سیمان سبز
- انواع سیمان سبز
  - سیمان اکسی کلرید منیزیم
  - سیمان ژئوپلیمر
  - سیمان فروکریت
  - سیمان سولفوآلومینات کلسیم
  - سیمان کربنی جدا شده
- مزایای سیمان سبز
بتن سبز
- چرا بتن سبز؟
- مزایای زیست محیطی استفاده از بتن سبز
- کاربرد بتن سبز
- مزایای کلی بتن سبز
- معایب بتن سبز
نتیجه گیری

سیمان سبز چیست؟

سیمان سبز محصولی سازگار با محیط زیست است. که ردپای دی‌اکسید کربن آزاد شده را در فرآیند تولید سیمان معمولی به حداقل می‌رساند. تلاش‌های زیادی برای تولید سیمان سبز صورت گرفته و تابه‌حال، چندین نوع از آن تولید شده است. سیمان اکسی کلرید منیزیم، سیمان ژئوپلیمر، سیمان فروکریت، سیمان سولفو آلومینات کلسیم و سیمان کربن جدا شده نمونه‌هایی از سیمان سبز هستند. در حال حاضر، برخی از این محصولات به مرحله تولید و عرضه رسیده و در پروژه‌های مختلف استفاده می‌شوند؛ اما برخی دیگر، با وجود پتانسیل‌های بالایی که دارند، هنوز در پروژه‌های ساختمانی استفاده نمی‌شوند. در ادامه شما را با انواع سیمان سبز آشنا خواهیم کرد.

انواع سیمان سبز

اکثر روش‌های تولید سیمان سبز، مبتنی بر پیشرفت‌های تکنولوژیکی هستند؛ که شامل روش‌های تولید کم کربن، فرمولاسیون سیمان، ژئوپلیمرها، سیمان‌های کربن منفی و محصولات بتنی جدید می‌شوند. سیمان سبز همچنین، مصرف سیمان را کاهش می‌دهد. و اصلی‌ترین ماده اولیه آن، زباله‌های صنعتی دور ریخته شده است.

سیمان اکسی کلرید منیزیم

سیمان اکسی کلرید منیزیم (MOC) یک سیمان سازگار با محیط زیست و کربن خنثی است. که نسبت به سایر سیمان‌ها، از استحکام بالا و مقاومت خوبی در برابر سایش برخوردار است؛ به‌همین دلیل، کاربرد آن به‌عنوان عامل اتصال،‌ مورد توجه بسیاری از افراد قرار گرفته است. درباره نقاط ضعف این سیمان هم باید گفت که آب می‌تواند مقاومت آن را به میزان قابل توجهی کاهش دهد. سیمان اکسی کلرید منیزیم منجر به خوردگی فولاد می‌شود. بنابراین، نمی‌توان از این نوع سیمان برای سازه‌های بتن مسلح ساختمانی استفاده کرد؛ به غیر از مواردی که این مشکل در آنها برطرف شود.

سیمان ژئوپلیمر

سیمان‌های ژئوپلیمری همانند سیمان‌های پرتلند، در بسیاری از موارد قابل استفاده هستند. کاربرد مهم سیمان ژئوپلیمری در ساخت بتن است. از مزایای تولید سیمان ژئوپلیمری می‌توان به صرفه‌جویی در مصرف انرژی و کاهش تولید گازهای گلخانه‌ای در کارخانه‌های تولید سیمان اشاره کرد.

برای تهیه این سیمان به جای اکسید کلسیم که آسیب بیشتری به محیط زیست می‌رساند، از آلومینوسیلیکات‌ها استفاده می‌شود. آلومینوسیلیکات‌ها از پسماندهای جانبی صنعتی مانند خاکستر بادی به دست می‌آیند. سیمان ژئوپلیمری از نظر کارایی و هزینه با سیمان پرتلند معمولی قابل رقابت است. و ۹۵ درصد کمتر از سیمان پرتلند معمولی، دی اکسید کربن منتشر می‌کند. این نوع سیمان، در مقایسه با سیمان پرتلند معمولی نیز مزیت‌هایی دارد که از جمله آنها می‌توان به مقاومت در برابر خزش، و بعضاً کاهش انقباض و مقاومت در برابر حملات شیمیائی و آتش اشاره کرد.

سیمان فروکریت

سیمان فروکریت از ترکیب سیلیس و آهن تولید می‌شود، که از پسماندهای جانبی در صنعت فولاد و شیشه هستند. این ماده با CO2 عمل آوری شده و درنتیجه، به‌طور بالقوه به ماده‌ای بدون کربن تبدیل می‌شود.

سیمان سولفوآلومینات کلسیم

سیمان سولفوآلومینات کلسیم با دمای کمتری (۱۲۳۲٫۲ درجه سانتی‌گراد) نسبت به سیمان معمولی (۱۴۲۶٫۶ درجه سانتی‌گراد) تولید می‌شود. درنتیجه CO2 کمتری در جو آزاد می‌گردد. این سیمان چسبندگی سریعی دارد. و در عرض ۲۴ ساعت، به مقاومت ۲۸ روزه بتن معمولی می‌رسد. به‌همین دلیل در باند فرودگاه‌ها که گیرش سریع بتن بسیار مهم است، مورد استفاده قرار می‌گیرد. با افزودن مقدار بیشتری گچ به فرمول ساخت سیمان سولفوآلومینات کلسیم، می‌توان انقباض و آب‌رفتگی آن را جبران کرد.

این نوع سیمان در مصرف انرژی بسیار به صرفه عمل می‌کند. و با کاهش حدود ۲۰ درصدی انتشار CO2 در مقایسه با سیمان پرتلند، مزایای زیست‌محیطی استانداردی را به دنبال دارد.

سیمان کربن جدا شده

اگر سیمان را از آب دریا یا آب نمک مخلوط شده با CO2 تولید کنیم، سیمان کربنی جدا شده شکل می‌گیرد. در فرآیند تولید این سیمان، گازهای غنی از CO2 از طریق آب دریا فیلتر می‌شوند. برای تولید سیمان باکیفیت بالا، کلسیم و منیزیم از آب دریا جداشده و با CO2 واکنش نشان می‌دهند. این سیمان، سفید رنگ و قوی‌تر از OPC معمولی است.

مزایای سیمان سبز

کاهش میزان دی اکسید کربن آزاد شده در اثر گرمای زیاد در فرآیند تولید سیمان سبز
استفاده از پسماندهای صنعتی
مقاومت در برابر نوسانات دما
کاهش هزینه‌های مربوط به گرمایش و سرمایش

بتن سبز چیست؟

در واقع بتن سبز موضوعی انقلابی در تاریخ صنعت بتن است. این نوع بتن برای اولین بار در سال ۱۹۹۸ در دانمارک اختراع شد. منظور «سبز» در این بتن، به معنی سازگار با محیط زیست است و ارتباطی با رنگ بتن ندارد. بتن سبز نوعی بتن است که شباهت زیادی به بتن معمولی دارد؛ اما در تولید آن به حداقل انرژی نیاز است و کمترین آسیب را به محیط زیست وارد می کند. تولید آن اغلب ارزان است، زیرا در آن محصولات زائد به عنوان جایگزین جزئی برای سیمان استفاده می‌شوند.

همان‌طور که می‌دانید، صنعت ساخت و ساز در سراسر جهان با سرعت زیادی در حال رشد است. رشد گسترده ساخت و ساز، باعث افزایش تقاضا برای مصالح ساختمانی می‌شود. تهیه و آماده‌سازی سنگدانه‌ها که جزء اصلی تشکیل‌دهنده بتن هستند، در سال‌های اخیر مشکلاتی را برای محیط زیست به وجود آورده است. که برای غلبه بر آن، به یافتن جایگزین نیاز داریم. بتن سبز، راه‌حل جایگزین است که امروزه برای رفع مشکلات زیست محیطی ارائه می‌شود. استفاده از آن در ساختمان‌سازی و دکوراسیون داخلی و خارجی خانه نیز در حال گسترش است. در برخی از سبک‌های دکوراسیون داخلی از بتن استفاده می‌شود و بهترین کار این است که در آنها بتنهای سبز جایگزین بتن‌های معمولی شود. در پروژه‌های ساخت روف گاردن هم می‌توان از کفپوش‌های بتن سبز استفاده کرد، که اثرات مثبت زیست محیطی آن را دوچندان می‌کند.

سیستم آبیاری گرین وال

مطالعه این مقاله

برای آشنایی بیشتر با روف گاردن می توانید مقاله “روف گاردن چیست؟” را مطالعه نمایید.

به‌طور کلی،‌ بتن‌هایی که از ضایعات سازگار با محیط زیست ساخته می‌شوند را بتنهای سبز می‌گویند. بتنی که در فرآینده تولید آن انرژی کمتری مصرف شده و دی اکسید کربن کمتری نسبت به بتن معمولی آزاد می‌شود، بتن سبز است. باید بدانید که هدف اصلی از تولید آن، تنها کاهش اثرات زیست محیطی بتن است.

چرا بتن سبز؟

به‌طور کلی، صنعت ساخت و ساز به دلیل مصرف بالای انرژی، اثرات زیست محیطی گسترده‌ای را به همراه دارد. در چند سال گذشته، اطلاع‌رسانی بیشتر درباره تخریب محیط زیست و آسیب به طبیعت باعث شده تا افراد بیشتری در کشورهای مختلف، نسبت به آینده خود و زمین آگاه‌ شوند. بتن سبز، همان‌طور که از نام آن پیداست، سازگار با محیط زیست است. استفاده از بتن سبز به صرفه‌جویی در مصرف انرژی، کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای و بهبود وضعیت فاضلاب کمک می‌کند. بتن سبز همچنین، استحکام و دوام بیشتری نسبت به بتن معمولی دارد. بنابراین می‌توان نتیجه گرفت که این فناوری باید توسعه بیشتری پیدا کند؛ چراکه مهم‌ترین مزیت آن، همان‌طور که بارها گفته شد، کاهش انتشار دی اکسید کربن در روند تولید بتن است.

مزایای زیست محیطی استفاده از بتن سبز

ماندگاری بیشتر

بتن سبز نسبت به بتن ساخته شده از سیمان پرتلند، سریع‌تر استحکام پیدا می‌کند. و نرخ انقباض کمتری دارد. سازه‌هایی که با استفاده از آن ساخته می‌شوند، شانس بیشتری برای سالم ماندن در برابر آتش سوزی دارند؛ زیرا می‌توانند تا دمای ۱۳۱۵ درجه سانتی‌گراد را تحمل کنند.

این بتن همچنین مقاومت بیشتری در برابر خوردگی دارد. که با توجه به تاثیر آلودگی‌های محیط زیست می‌تواند مسئله مهمی باشد. برای مثال، باران اسیدی طول عمر مصالح ساختمانی سنتی را تا حد زیادی کاهش می‌دهد.

کاهش مصرف انرژی

اگر هنگام مخلوط کردن بتن، از سیمان پرتلند کمتر و خاکستر بادی بیشتری استفاده شود، انرژی کمتری مصرف خواهد شد. موادی که در سیمان پرتلند استفاده می‌شوند، برای گرم شدن به مقادیر زیادی از زغال سنگ یا گاز طبیعی نیاز دارند. درحالی‌که خاکستر بادی، پسماند جانبی یک فرآیند صنعتی دیگر است. و به همین دلیل، انرژی بیشتری برای ساخت آن مصرف نمی‌شود. بنابراین، استفاده مقادیر بیشتری از خاکستری بادی در روند ساخت بتن، از لحاظ مصرف انرژی به‌صرفه‌تر است. همچنین در برابر تغییرات دما مقاوم‌تر است. و در نتیجه، در هزینه‌های گرمایش و سرمایش صرفه‌جویی می‌شود.

کاهش انتشار دی اکسید کربن

از جمله مواد اصلی در سیمان معمولی، سنگ آهک پودر شده، خاک رس و ماسه هستند که در دمای بالا گرم می‌شوند. فرآیند گرم کردن این مواد، به‌تنهایی بین ۵ تا ۸ درصد از کل دی اکسید کربن را در سراسر جهان تولید می‌کند. اما در تولید بتن سبز، میزان انتشار دی اکسید کربن تا ۸۰ درصد کاهش پیدا می‌کند. استفاده کامل از آن در ساخت و ساز، به عنوان بخشی از یک تلاش جهانی برای کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای، می‌تواند تاثیر زیادی بر بهبود اوضاع محیط زیست و افزایش گرمای زمین داشته باشد.

کاربرد بتن سبز

استفاده در ساخت پل‌ها
کاربرد گسترده در صنعت ساخت و ساز ساختمان
استفاده در ساخت ستون
کارایی بالا در ساخت و ساز جاده

مزایای بتن سبز چیست؟

کاهش آلودگی محیط زیست
کاهش انتشار CO2 صنعت ساخت بتن تا ۳۰ درصد
افزایش ۲۰ درصدی استفاده از مواد زائد در صنعت بتن
مقاومت حرارتی و اسیدی بالا
مقاومت کششی فشاری بالا با برخی از مصالح در مقایسه با بتن معمولی
کاهش مصرف سیمان
صرفه اقتصادی بالا نسبت به بتن معمولی
کارایی بالا نسبت به بتن معمولی
نیاز کمتر به نگهداری و تعمیرات
مقاوم در برابر حرارت و آتش
مقاومت خمشی تقریبا برابر با بتن معمولی

معایب بتن سبز

مقاومت فشاری و سایر مشخصات آن در مقایسه با بتن معمولی کمتر است.
جذب آب در این بتن بالا است.

نتیجه گیری

همان‌طور که در بالا ذکر شد، رشد صنعت ساخت و ساز در سال‌های اخیر سریع بوده و مصرف بتن نیز تا حد زیادی افزایش یافته است. علاوه‌بر‌این با کمبود منابع در معادن برای تولید مصالح ساختمانی معمولی مانند سنگدانه مواجه هستیم. به همین دلیل بتن سبز با تمام پتانسیل‌ها و قابلیت‌هایی که دارد، می‌تواند جایگزین بهتری برای بتن معمولی باشد. در ساخت بتن معمولی، از ماده‌ای استفاده می‌شود که فرآیند تولید آن، مقدار زیادی دی اکسید کربن در هوا منتشر می‌کند. درحالی‌که بتنهای سبز، از مواد ضایعاتی سازگار با محیط زیست ساخته می‌شود که CO2 بسیار کمتری را در محیط آزاد می‌کنند.

ساخت هر سازه‌ای به مقدار زیادی مصالح نیاز دارد و مقدار زیادی زباله ساختمانی تولید می‌کند. این زباله‌های ساختمانی که بلای جان محیط زیست هستند، می‌توانند در روند تولید بتن سبز بازیافت شوند؛ و دوباره به چرخه ساخت و ساز برگردند. در نتیجه محیط زیست نیز از آسیب آنها در امان می‌ماند.

مطالب زیر را از دست ندهید

باغچه سبزیجات عمودی

باغچه سبزیجات عمودی، ساخت دیوار سبز در منزل پرورش سبزیجات در خانه یکی از جذابترین انواع باغبانی است. به خصوص که استفاده از گیاهان تازه چین ادویه ای و [...]

2 دیدگاه

تجهیزات دیوار سبز

انواع تجهیزات دیوار سبز؛ برای اجرای دیوار سبز به چه تجهیزاتی نیاز داریم؟ امروزه برای ایجاد فضای سبز در محیط زندگی شخصی، می‌توان از روف گاردن، دیوار سبز، بالکن سبز، [...]

2 دیدگاه

بانک مقالات