بررسی امکان جایگزینی سیمان با پودر حاصل از ضایعات الیاف پلی استر در تولید بتن سبز دوستدار محیط زیست از دیدگاه اقتصادی و فنی

صنعت سیمان به دلیل انتشار بالای دی اکسید کربن (CO۲) و مصرف انرژی، یکی از چالش های اصلی زیست محیطی در جهان است. در این پژوهش امکان جایگزینی بخشی از سیمان با پودر حاصل از ضایعات الیاف پلی استر در ساخت بتن سبز مورد بررسی قرار گرفت. هدف اصلی ارزیابی اثرات این جایگزینی بر خواص مکانیکی، دوام، عملکرد اقتصادی و تاثیرات زیست محیطی بتن بود. برای این منظور، چهار طرح اختلاط با درصدهای متفاوت جایگزینی پلی استر (۰، ۵، ۱۰ و ۱۵) طراحی و ساخته شد. آزمایش های فنی شامل مقاومت فشاری در سنین ۷ و ۲۸ روز، مقاومت کششی، مقاومت الکتریکی، میزان جذب آب و اسلامپ بر روی نمونه های مکعبی ۱۰×۱۰×۱۰ سانتیمتر انجام شد. نتایج نشان داد که با افزایش درصد پلی استر، مقاومت فشاری و کششی کاهش یافته ولی در طرح های ۵ و ۱۰ همچنان در محدوده قابل قبول باقی مانده است. مقاومت الکتریکی افزایش چشمگیری داشت که نشان دهنده بهبود دوام بتن است. جذب آب در تمامی طرح ها زیر ۶ باقی ماند و طرح ۱۰ بهترین یکنواختی را نشان داد. آزمایش اسلامپ نشان داد که کارایی بتن در طرح های با پلی استر بالا کاهش می یابد. در تحلیل اقتصادی با فرض قیمت های فعلی مواد اولیه و نرخ تنزیل ۱۰ درصد برای دوره ۵ ساله، تمامی طرح ها دارای NPV منفی بودند. با این حال، طرح ۱۵ کمترین زیان را داشت. از نظر زیست محیطی، جایگزینی پلی استر منجر به کاهش قابل توجه در انتشار CO۲ شد تا ۴۸ کیلوگرم در هر متر مکعب بتن. یافته ها نشان می دهد که استفاده محدود از پلی استر در بتن، می تواند راهکاری فنی نیمه اقتصادی و بسیار موثر در کاهش آلودگی زیست محیطی باشد.

کلیدواژه ها:

بتن سبز ، ضایعات پلی استر ، جایگزینی ، سیمان ، پایداری زیست محیطی ، مقاومت فشاری ، تحلیل اقتصادی ، بازیافت ، خواص مکانیکی ، نفوذپذیری بتن