مروری بر کاربرد مصالح نوین پایدار در توسعه شهرهای سبز و هوشمند

با رشد روزافزون جمعیت و گسترش شهرنشینی، صنعت ساخت وساز به یکی از بزرگ ترین مصرف کنندگان منابع طبیعی و تولیدکنندگان آلاینده های زیست محیطی تبدیل شده است. در این میان، توسعه مصالح ساختمانی پایدار و نوآورانه به عنوان راهکاری موثر برای کاهش اثرات منفی زیست محیطی و دستیابی به اهداف توسعه پایدار مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. پژوهش حاضر با هدف بررسی عملکرد مکانیکی و پایداری ملات های سیمانی اصلاح شده با پلیمر طبیعی استخراج شده از جلبک دریایی انجام شده است. در این راستا، دو نوع جلبک دریایی شامل اوکئوما کاتونی به صورت ژل و گراسیلاریا به صورت پودر به ترکیب ملات افزوده شدند و تاثیر آن ها بر مقاومت فشاری و کششی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج آزمایش ها نشان داد که ترکیب حاوی ۰.۵ درصد پودر گراسیلاریا نمونه KM-۰.۵ در تمامی سنین آزمایش (۷، ۱۴ و ۲۸ روزه) بالاترین مقاومت فشاری و کششی را نسبت به سایر ترکیب ها و نمونه شاهد داشته است. این عملکرد مطلوب به ساختار پلی ساکاریدی غنی از آگاروز و آگاروپکتین در جلبک گراسیلاریا نسبت داده می شود که موجب افزایش چسبندگی و تراکم در ساختار ملات می گردد. همچنین، آزمون مقاومت کششی شکافت در سن ۲۸ روزه نشان داد که نمونه KM-۰.۵ با مقاومت ۶.۲۷ مگاپاسکال، عملکردی دو برابر بهتر از نمونه شاهد داشته است. در ادامه، یافته های این پژوهش با مطالعات پیشین در زمینه استفاده از الیاف طبیعی، خاک اره، و مصالح بازیافتی مقایسه شد. برای نمونه، پژوهش زاکاریا و همکاران ۲۰۱۵ نشان داد که افزودن الیاف گیاهی مانند نارگیل و خاک اره می تواند موجب بهبود عایق پذیری حرارتی و کاهش چگالی ملات شود. همچنین، استفاده از بتن سبک حاوی شیشه منبسط شده و پلی یورتان بازیافتی مطالعه کرالج، ۲۰۱۱ موجب کاهش وزن، بهبود عایق پذیری و افزایش قابلیت بازیافت مصالح شده است. در همین راستا، بامیگبویه و همکاران ۲۰۱۹ نیز تاکید کرده اند که ترکیب ضایعات کشاورزی و صنعتی با مصالح ساختمانی می تواند به افزایش دوام و کاهش هزینه ها منجر شود. از منظر پایداری، بر اساس چارچوب ارائه شده توسط دانسو ۲۰۱۸، مصالح اصلاح شده با جلبک دریایی در سه بعد زیست محیطی کاهش مصرف سیمان، استفاده از منابع تجدیدپذیر، کاهش گازهای گلخانه ای، اجتماعی راحتی حرارتی، امکان تولید محلی، دسترسی پذیری، و اقتصادی کاهش هزینه های نگهداری، افزایش دوام و صرفه جویی بلندمدت عملکرد مناسبی دارند. همچنین، مطالعات به روزتر مانند پژوهش بهتاچاریا و روی ۲۰۲۴ نشان می دهند که مصالح هوشمند زیستی مانند نانوکامپوزیت ها و آلیاژهای حافظه دار می توانند به طور هم زمان چندین شاخص پایداری را پوشش دهند.

کلیدواژه ها:

مصالح ساختمانی پایدار ، ملات سیمانی اصلاح شده ، جلبک دریایی ، گراسیلاریا ، اوکئوما کاتونی ، پلیمر طبیعی ، مقاومت فشاری ، مقاومت کششی ، پایداری زیست محیطی ، توسعه پایدار