ملبورن، استرالیا – تیمی از محققان در دانشگاه RMIT استرالیا، با استفاده از یک ماده اولیه فراوان و ارزان یعنی «خاک رس»، روشی بازیعوضکن (بتن با خاک رس) برای تقویت و پایدارسازی بتن ابداع کردهاند. این نوآوری که میتواند به کاهش چشمگیر آلودگی ناشی از تولید سیمان (که مسئول ۸٪ از انتشار گازهای گلخانهای جهانی است) کمک کند، بر روی استفاده از نوعی خاک رس فراوان به نام «ایلیت» (illite) متمرکز است.
در حالی که بهترین نوع خاک رس برای افزودن به سیمان، کائولینیت درجه یک است، اما این ماده به دلیل تقاضای بالا در صنایع دیگر، گران و کمیاب است. این تیم نشان داده است که با ترکیب بتن با خاک رس ایلیت و کائولینیت درجه پایین، میتوان به بتنی دست یافت که نه تنها پایدارتر، بلکه حتی قویتر از بتن معمولی است.
بتن با خاک رس: قویتر، متراکمتر و پاکتر
فرآیند ابداعی محققان RMIT شامل ترکیب مقادیر مساوی از خاک رس ایلیت و کائولینیت درجه پایین و حرارت دادن آنها تا دمای ۱۱۱۲ درجه فارنهایت (۶۰۰ درجه سانتیگراد) است. این فرآیند ساده و کممصرف، توانایی خاک رس ایلیت را برای پیوند با آب و سیمان فعال میکند.
به گفته چامیلا گوناسکارا، رهبر این پروژه، با این روش میتوان ۲۰ درصد از مصرف سیمان را کاهش داد و در عین حال، عملکرد محصول نهایی را بهبود بخشید. نتایج آزمایشها نشان میدهد که استفاده از بتن با خاک رس، تخلخل بتن را ۴۱ درصد کاهش و مقاومت فشاری آن را ۱۵ درصد افزایش میدهد. این بهبودها به دلیل تغییر در نحوه تشکیل ترکیبات آهن است که به ایجاد یک ساختار داخلی متراکمتر و فشردهتر کمک میکند.
از آزمایشگاه تا واقعیت: ابزاری برای آینده
این تیم همچنین از یک ابزار محاسباتی پیشرفته برای تحلیل عملکرد انواع خاک رس و پیشبینی رفتار آنها در ترکیب با بتن استفاده کرده است. این ابزار مجازی به مهندسان اجازه میدهد تا مخلوطهای بهینه و متناسب با انواع خاک رس محلی و شرایط محیطی خاص را طراحی کنند و نیاز به آزمایشهای زمانبر و پرهزینه در آزمایشگاه را کاهش دهند.
یوگو یو، یکی از محققان این پروژه، معتقد است که این ابزار میتواند به تسریع پذیرش مصالح دوستدار محیط زیست در صنعت ساختمان کمک کند. این روش نه تنها از نظر فنی قابل دفاع است، بلکه به گفته محققان، از نظر اقتصادی و زیستمحیطی نیز کاملاً «مقیاسپذیر» است.
تحلیل نهایی نبض ساختمان:
نوآوری دانشگاه RMIT در زمینه بتن با خاک رس، یک نمونه عالی از «علم مواد کاربردی» است که میتواند تأثیر واقعی و گستردهای بر صنعت ساختمان جهانی داشته باشد. این تحقیق به جای تمرکز بر مواد عجیب و غریب و گرانقیمت، به سراغ یکی از فراوانترین و ارزانترین منابع کره زمین، یعنی خاک رس، رفته و پتانسیل پنهان آن را فعال کرده است.
این یک تغییر نگرش مهم است: راهحلهای پایدار، لزوماً پیچیده نیستند. برای صنعت ساختمان ایران، که از یک سو با چالش آلودگی ناشی از تولید سیمان روبروست و از سوی دیگر، به منابع غنی خاک رس دسترسی دارد، این تحقیق میتواند یک نقشه راه باشد. با سرمایهگذاری بر روی تحقیقات مشابه و بومیسازی این فناوری، میتوان به طور همزمان به سه هدف بزرگ دست یافت: کاهش آلودگی، کاهش هزینهها و افزایش دوام و کیفیت ساختمانها.
نبض ساختمان؛ رصد تحولات، پیشبینی آینده.
