بتن سرباره فولادی چیست؟

جایگزینی سنگدانه های طبیعی با ، های صنعتی

سنگدانه ها یکی از مهم ترین اجزای بتن هستند. حدود سه چهارم حجم آن از سنگدانه های ریز و درشت تشکیل شده است که با سیمان به هم ،بیده اند. این بدان م،است که تمام خصوصیات اساسی بتن – دوام، مقاومت مک،کی، قابلیت سرویس دهی و غیره – به شدت با کیفیت و نوع سنگدانه مرتبط است. بسیاری از سنگدانه های طبیعی که به طور سنتی برای مخلوط بتن استفاده می شوند، به طور خستگی ناپذیر برای چندین دهه استفاده می شوند. کمیاب، مشکلات مربوط به دوام را نشان می دهد، و است،اج معادن آنها باعث آلودگی زیادی شده است. مانند این مطالعه 2021 می گوید: «استفاده بی رویه از منابع طبیعی برای سال ها مشکلات زیست محیطی جدی را به همراه داشته است. به ،وان مثال، شن و ماسه برداشته شده از بستر رودخانه ها باعث آسیب های زیست محیطی شده است. بنابراین جایگزینی سنگدانه های طبیعی به یک راه حل جایگزین برای مق، با پایداری تبدیل می شود.

اگرچه پتانسیل معماری در مقیاس بزرگ آن هنوز در حال مطالعه و آزمایش است، سرباره فولادی می تواند آینده امیدوارکننده ای در صنعت ساخت و ساز به ،وان جایگزینی جزئی برای سیمان یا سنگدانه داشته باشد. تحقیقات متعددی در طول سالها این موضوع را مورد بررسی قرار داده اند بسیاری از محققان و مهندسان در حال حاضر امکان استفاده از سرباره فولاد را به ،وان یک سنگدانه من، بتن یافته اند. سرباره فولادی که یکی از تشویق‌کننده‌ترین مواد زاید محسوب می‌شود، محصول جانبی اجتناب‌ناپذیر تولید فولاد است. در هنگام جداسازی فولاد مذاب از ناخالصی ها در کوره های فولادسازی به مقدار زیاد تولید می شود. سرباره به صورت مذاب مایع مذاب به وجود می آید و محلول پیچیده ای از سیلیکات ها و ا،یدها است که پس از سرد شدن جامد می شود و در نتیجه ماده ای شیشه ای و دانه ای شکل می گیرد که سپس به اندازه من، ،د می شود تا به ،وان سنگدانه در بتن استفاده شود (یا برای تولید بیشتر پردازش شود. سایر محصولات).

سرباره هم فراوان و هم بالقوه ارزشمند است. مهندس آب Biplob Pramanik از دانشگاه RMIT ملبورن می گوید: «صنعت جه، فولادسازی سالانه بیش از 130 میلیون تن سرباره فولادی تولید می کند. بر اساس داده های انجمن جه، فولاد، 15.7 میلیون تن از این سرباره فولادی تنها در اروپا به ،وان محصول جانبی ظاهر می شود که 11.5 میلیون تن آن بازیافت می شود.. مقدار انبوه سرباره فولادی تولید شده توسط کارخانه های فولاد در سراسر جهان، انگیزه اصلی برای بازیافت مواد است، حتی بیشتر از این که بد،م در غیر این صورت دور ریخته می شود.

استحکام، دوام و پایداری محیطی بهبود یافته است

استفاده از سرباره فولاد در بتن در نهایت میزان ضایعات تولید شده توسط صنعت فولاد را کاهش می دهد. ، های صنعتی بسیار آلوده کننده هستند، بنابراین دادن ارزش جدید به آنها راهی عالی برای کمک به اقتصاد دایره ای است. در عین حال، بتن سرباره فولادی نیاز به مصالح بکر سنگدانه را کاهش می دهد، از است،اج منابع محدود و طبیعی جلوگیری می کند و انتشار CO2 را کاهش می دهد و در عین حال کیفیت فیزیکی برجسته بتن را حفظ می کند.

از آنجایی که نمی توان تولید سیمان و بتن را متوقف کرد، بهتر است به بازیافت ، های صنعتی که یکی دیگر از مشکلات زیست محیطی است، به ،وان راه حلی جایگزین برای مشکل فعلی روی آوریم. – جنسل و همکاران، 2021

دلیل دیگری که بتن سرباره فولادی در سال های اخیر توجه زیادی را به خود جلب کرده است این است که یک سری مزایای فراتر از پایداری زیست محیطی خود ارائه می دهد. هنگامی که بتن قرار می گیرد و عمل آوری می شود، ذرات سرباره فولادی جزء لاینفک ماتریس بتن می شوند و به ،وان پرکننده عمل می کنند و به بهبود چگالی بتن کمک می کنند – که به ،ه خود استحکام و دوام آن را بهبود می بخشد.

از آنجایی که سرباره فولادی یک ماده بسیار متراکم و سخت است، در برابر هوا و پارگی مقاوم است و می تواند بار و فشار بیشتری را نسبت به سنگدانه های سنتی مانند شن و سنگ آهک ،د شده تحمل کند. در حقیقت، دانشمندان استرالیایی بتن جدیدی با ضایعات فولادی ساختند و نتایج آن 17 درصد قوی‌تر بود. دیگران آن را دریافتند نمونه های با سنگدانه های سرباره فولادی نسبت به نمونه های با سنگ آهک ،د شده مقاومت فشاری به طور قابل توجهی بالاتری داشتند.و اینکه حجم منافذ نفوذپذیر با افزایش نرخ سرباره فولاد کاهش یافت که کارایی بهتری را به ارمغان می آورد و قرار دادن و تکمیل آن را آسان تر می کند. همچنین نسبت به سنگدانه های سنتی ضریب انبساط حرارتی کمتری دارد، به این م،ی که می تواند ، خوردگی انقباض را در سازه های بتنی کاهش دهد.

سرباره فولاد می تواند مزایای زیادی هم از نظر محیط زیست، هم از نظر اقتصادی و هم از نظر توسعه پایدار داشته باشد. این می تواند سیمان پرتلند را با نسبت جایگزینی تا 45% با مقادیر مقاومت فشاری قابل توجه جایگزین کند. – جنسل و همکاران، 2021

یک ماده م،ب با پتانسیل فوق العاده

به دلیل استحکام مک،کی، تخلخل، مقاومت در برابر سایش و جذب آب، سرباره فولاد در حال حاضر به ،وان یک سنگدانه ریز و درشت برای مخلوط جاده آسفالت استفاده می شود، و همچنین یک مواد اولیه برای کلینکر، به ،وان با،ت برای راه آهن، و به ،وان ماده پرکننده در حفاری های مختلف. به لطف تحقیقات و آزمایشات پیشرفته، استفاده از آن در بتن به طور فزاینده ای به دلیل خواص زیست محیطی و فیزیکی آن شناخته شده است، که احتمالاً به این م،ی است که به زودی می تواند به سایر موارد گسترش یابد. به ،وان مثال، به ،وان یک ماده من، برای سازه های بتنی با مقاومت بالا مانند عرشه پل ها و آسمان ،اش ها، یا برای هر ساختمان دیگری که به طور سنتی در بتن معمولی ساخته می شود و می تواند از دوام و پایداری اضافی استفاده کند. مهندسان، معماران و طراحان می‌توانند از این ویژگی‌های امیدوارکننده بهره ببرند و از مصالح به‌خوبی استفاده کنند، زیرا هدفشان ساختمان‌های سالم‌تر و بهتر است.

با این حال، توجه به این نکته مهم است که بتن سرباره فولادی به خوبی بتن سنتی مورد مطالعه قرار نگرفته است و روش توسعه آن امروزه هنوز دارای محدودیت هایی است – از جمله، پتانسیل انبساط به دلیل وجود آهن ف،ی در سرباره و سایر واکنش ها با اجزای بتن که ممکن است در دراز مدت نامطلوب باشند. اما حتی به ،وان یک ماده م،ب، بتن سرباره فولادی پتانسیل فوق العاده ای دارد. و از آنجایی که جهان فقط گرمتر می شود، مواد نوآورانه از این نوع همیشه ارزش کاوش را دارند.