مرور جامع اثر سرباره کوره آهنگدازی در بتن با تمرکز بر خواص مکانیکی، دوام و پایداری زیست محیطی

سرباره کوره آهنگدازی، به ویژه سرباره دانه بندی شده کوره آهنگدازی یکی از مهم ترین مواد افزودنی معدنی جایگزین سیمان پرتلند در صنعت بتن به شمار می رود. افزایش روزافزون تقاضای جهانی برای بتن، محدودیت منابع طبیعی، انرژی بر بودن تولید کلینکر و انتشار قابل توجه دی اکسیدکربن در فرآیند تولید سیمان سبب شده است که استفاده از محصولات جانبی صنایع فولاد به عنوان راهکاری پایدار مورد توجه قرار گیرد. این مقاله مروری با رویکردی تحلیلی به بررسی جامع انواع سرباره، ویژگی های فیزیکی، شیمیایی و معدنی آن، مکانیسم های هیدراتاسیون و تشکیل ژل های سیمانی و همچنین اثر آن بر خواص بتن، بتن تازه، بتن سخت شده، دوام و پایداری زیست محیطی می پردازد. نتایج مطالعات نشان می دهد که سرباره در صورت استفاده صحیح و با درصد جایگزینی مناسب می تواند ضمن کاهش حرارت هیدراتاسیون و بهبود ریزساختار خمیر سیمان موجب کاهش نفوذپذیری، افزایش مقاومت در برابر یون کلرید، حمله سولفات، واکنش قلیایی سیلیسی و بهبود دوام بلند مدت شود. با این حال کاهش مقاومت اولیه، نیاز به کنترل قلیائیت فعال کننده، حساسیت به شرایط عمل آوری و نوسانات کیفی از مهم ترین چالش های اجرایی این ماده است. در بخش تحلیل چرخه حیات نیز نشان داده می شود که جایگزینی بخشی از سیمان با سرباره می تواند به کاهش انتشار CO۲، کاهش مصرف انرژی و بهره برداری موثر از پسماند صنعتی منجر شود. در نهایت این مقاله بر ضرورت رویکرد مهندسی سیستمی در انتخاب درصد بهینه جایگزینی سرباره برای دستیابی به بتن های بادوام و کم کربن تاکید می کند.

کلیدواژه ها:

سرباره کوره آهنگدازی ، سرباره دانه بندی شده ، بتن سبز ، دوام بتن ، مقاومت فشاری ، هیدراتاسیون ، ژل S-H ، تحلیل چرخه حیات (LCA) ، نفوذپذیری کلرید ، پایداری زیست محیطی