تطبيقات ومزايا الخرسانة الخضراء

ما هي الخرسانة الخضراء؟

الخرسانة الخضراء هي الموضوع الثوري في تاريخ صناعة الخرسانة، وقد تم اختراعها لأول مرة في الدنمارك في عام 1998، ولا علاقة للخرسانة الخضراء باللون. كما أن الخرسانة الخضراء هي نوع الخرسانة الذي يشبه إلى حد كبير الخرسانة التقليدية ولكن إنتاج الخرسانة هذه يتطلب الحد الأدنى من الطاقة ويسبب أقل ضرر للبيئة. إنه مفهوم استخدام مواد صديقة للبيئة في الخرسانة، لجعل النظام أكثر استدامة.

غالبًا ما يكون إنتاج الخرسانة الخضراء رخيصًا أيضًا، لأنها تستخدم منتجات النفايات كبديل للأسمنت المستخدم في الخرسانة التقليدية. حيث ينمو حجم صناعة البناء في جميع أنحاء العالم بمعدل أسرع، والنمو الهائل في البناء يعزز الطلب على مواد البناء. كما أن الركام هو المكون الرئيسي للخرسانة. بسبب التعدين المستمر، ظهرت مشاكل توافر الركام في الآونة الأخيرة.

للتغلب على هذه المشكلة، هناك حاجة لإيجاد بديل إلى حد ما. في الوقت الحاضر، هناك حل إلى حد ما والحل معروف باسم الخرسانة الخضراء. إنه مفهوم بيئة التفكير في الخرسانة مع الأخذ في الاعتبار كل جانب من تصنيع المواد الخام إلى تصميم المزيج إلى التصميم الإنشائي والبناء وعمر الخدمة.

تسمى الخرسانة المصنوعة من المخلفات الخرسانية باسم الخرسانة الخضراء. الخرسانة التي تستخدم طاقة أقل في إنتاجها وتنتج كميات أقل من ثاني أكسيد الكربون من الخرسانة العادية هي الخرسانة الخضراء. حيث أن الاسم الآخر للخرسانة الخضراء هو هياكل توفير الموارد ذات التأثير البيئي المنخفض على سبيل المثال توفير الطاقة، انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، مياه الصرف الصحي.

الخرسانة الخضراء كما تم ذكرها سالفًا هي موضوع ثوري في تاريخ صناعة الخرسانة. ولقد تم اختراع هذا لأول مرة في الدنمارك في عام 1998، الخرسانة الخضراء مصنوعة من النفايات الخرسانية مثل الخبث ونفايات محطات توليد الطاقة والخرسانة المعاد تدويرها ومخلفات التعدين والمحاجر وزجاج النفايات وبقايا المحارق والطين الأحمر والطين المحروق ونشارة الخشب ورماد الاحتراق ورمل المسبك.

الخرسانة الخضراء هو مصطلح يطلق على الخرسانة التي اتخذت خطوات إضافية في تصميم الخلطة ووضعها لتأمين هيكل مستدام ودورة حياة طويلة مع سطح صيانة منخفض. على سبيل المثال توفير الطاقة، انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، مياه الصرف الصحي. كما أن الهدف من مركز الخرسانة الخضراء هو تقليل التأثير البيئي للخرسانة. ولتمكين هذا، تم تطوير تقنية جديدة. تراعي التكنولوجيا جميع مراحل دورة حياة البناء الخرساني، أيّ التصميم الهيكلي والمواصفات والتصنيع والصيانة.

الحاجة للخرسانة الخضراء:

الخرسانة الخضراء هي مفهوم تفكير يركز على البيئة بقدر ما يتعلق الأمر بالخرسانة. إنّها تأخذ في الاعتبار كل جانب من الجوانب بدءًا من المواد الخام إلى التصنيع وتصميم مزيج الخرسانة وفي النهاية التصميم الهيكلي والبناء وعمر الخدمة. وهي مصنوعة باستخدام مواد النفايات كأحد مكوناتها. وفقًا لشركة جاناباثي، فإنّ استخدام النفايات الزراعية والصناعية كمواد بديلة في الخرسانة له مزايا مزدوجة تتمثل في طريقة أفضل للتخلص من النفايات وتقليل التكلفة.

أيضًا، لا تؤدي عملية إنتاج الخرسانة الخضراء إلى تدمير البيئة مثل استخدام الطاقة المفرطة في إنتاجها وإنتاج كميات أقل من ثاني أكسيد الكربون مقارنة بالخرسانة التقليدية. ومن ثم، فإنّ الخرسانة الخضراء تُعرف أيضًا باسم الخرسانة الصديقة للبيئة أو الخرسانة الصديقة للبيئة. المواد القائمة على الأسمنت هي أكثر المواد المصنعة وفرة في العالم، والاتجاه المثير اليوم هو المبنى الأخضر في بلدنا.

الفوائد البيئية المحتملة للمجتمع من القدرة على البناء بالخرسانة الخضراء ضخمة. الخرسانة الخضراء كما يوحي الاسم صديقة للبيئة وتحافظ على البيئة من خلال استخدام منتجات النفايات الناتجة عن الصناعات بأشكال مختلفة مثل رماد قشر الأرز والسيليكا الدقيقة وما إلى ذلك لإنشاء هياكل خرسانية موفرة للموارد. يساعد استخدام الخرسانة الخضراء في توفير الطاقة والانبعاثات والمياه العادمة غالبًا ما تكون الخرسانة الخضراء رخيصة أيضًا في الإنتاج لأنها تستخدم منتجات النفايات مباشرة كبديل جزئي للأسمنت، وبالتالي توفير استهلاك الطاقة في الإنتاج لكل وحدة من الأسمنت.

الخرسانة الخضراء لديها قوة ومتانة أكبر من الخرسانة العادية. من الواقعي أن نفترض أنه يمكن تطوير التكنولوجيا، والتي يمكن أن تقلل من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون المرتبطة بإنتاج الخرسانة. بشكل عام، تمثل صناعة البناء تأثيرًا بيئيًا هائلًا نظرًا لارتفاع الطلب على الطاقة. ونتيجة للوعي الذي نشأ خلال السنوات القليلة الماضية حول تأثير الصوبة الزجاجية والأضرار التي لحقت بالطبيعة، أصبح المزيد من الناس والبلدان على وعي بمستقبلهم.

تتميز الخرسانة الخضراء القادرة على التنمية المستدامة بتطبيق المخلفات الصناعية لتقليل استهلاك الموارد الطبيعية والطاقة وتلوث البيئة. كما يمكن استخدام مسحوق الحمأة الرخامي كحشو ويساعد على تقليل محتوى الفراغات الكلي في الخرسانة. ولا يتم تصنيف الرمل الطبيعي في أجزاء كثيرة من البلاد بشكل صحيح ويحتوي على طمي مفرط من ناحية أخرى، لا يحتوي غبار صخور المحجر على طمي أو شوائب عضوية ويمكن إنتاجه لتلبية التدرج المطلوب والصفاء حسب المتطلبات. وبالتالي، فإنّ هذا يساهم في تحسين قوة الخرسانة.

تمت محاولة إجراء دراسات المتانة على الخرسانة الخضراء مقارنة بالخرسانة الرملية الطبيعية باستخدام غبار صخور المحجر ومسحوق الحمأة الرخامية كبدائل مائة بالمائة للرمل الطبيعي في الخرسانة. حيث أدّى التركيز الأخير على تغير المناخ وتأثير انبعاثات غازات الاحتباس الحراري على بيئتنا إلى تركيز الكثيرين على انبعاثات ثاني أكسيد الكربون كأهم مؤشر للتأثير البيئي.

المتطلبات اللازمة لصنع الخرسانة الخضراء:

يجب أن يكون للخرسانة المتطلبات التالية لِقولها كَخرسانة خضراء:

1. الاستخدام الأمثل لِلمواد المتاحة.
   
2. أداء أفضل.
   
3. تقليل الانكماش والزحف.
   
4. تقليل البصمة الكربونية.
   
5. تعزيز قابلية التماسك أو الاتساق.
   
6. المتانة بحيث تكون خدمة أفضل للخرسانة.
   
7. لا زيادة في التكلفة.
   

ملاءمة الخرسانة الخضراء في الهياكل:

هناك عدة عوامل تعزز ملاءمة الخرسانة الخضراء في الهياكل تشمل:

1. تقليل الحمل الميت للهيكل وتقليل الحمل العمرى للرافعة، كما تتيح المناولة ومرونة الرفع بوزن أخف.
   
2. تقليل انبعاث ثاني أكسيد الكربون بنسبة 30%.
   
3. زيادة استخدام الصناعات الخرسانية للنفايات بنسبة 20%.
   
4. مقاومة جيدة للحرارة والنار، وعزل للصوت من الخرسانة التقليدية.
   
5. تحسين مقاومة التخميد للمبنى.
   
6. لا تلوث بيئي والتنمية المستدامة.
   
7. يتطلب صيانة وإصلاحات أقل.
   
8. سلوك مقاومة الانضغاط للخرسانة مع نسبة الماء إلى الأسمنت أكثر من الخرسانة التقليدية.
   
9. قوة الانحناء للخرسانة الخضراء هي نفسها تقريبا الخرسانة التقليدية.
   

الفوائد البيئية لاستخدام الخرسانة الخضراء:

• الخرسانة الخضراء تدوم أطول: تكتسب الخرسانة الخضراء قوة أسرع وَلديها معدل انكماش أقل من الخرسانة المصنوعة فقط من الأسمنت البورتلاندي. كما تتمتع الهياكل المبنية باستخدام الخرسانة الخضراء بفرصة أفضل للنجاة من الحريق، حيث يمكنها تحمل درجات حرارة تصل إلى 2400 درجة فهرنهايت. كما أن لديها مقاومة أكبر للتآكل، وهو أمر مهم مع تأثير التلوث على البيئة.
  يقلل المطر الحمضي بشكل كبير من طول عمر مواد البناء التقليدية. وكل هذه العوامل تضاف إلى مبنى سيستمر لفترة أطول بكثير من مبنى مصنوع من الخرسانة العادية. كما تم العثور على خلائط خرسانية مماثلة في الهياكل الرومانية القديمة. تم استخدام هذه المواد أيضًا في أوكرانيا في الخمسينيات والستينيات. وبعد أكثر من 40 عامًا، لا تزال تلك المباني الأوكرانية قائمة. بحيث إذا لم تكن هناك حاجة لإعادة بناء المباني باستمرار، فستكون هناك حاجة إلى عدد أقل من مواد البناء، ويتم تقليل التأثير على البيئة.
  
• تقلل الخرسانة الخضراء من استهلاك الطاقة: إذا كنت تستخدم كمية أقل من الأسمنت البورتلاندي والمزيد من الرماد المتطاير عند خلط الخرسانة، فسوف تستخدم طاقة أقل. حيث تتطلب المواد المستخدمة في الأسمنت البورتلاندي كميات هائلة من الفحم أو الغاز الطبيعي للتسخين. كما يوجد الرماد المتطاير بالفعل كمنتج ثانوي لعملية صناعية أخرى، لذا فأنت لا تنفق الكثير من الطاقة لاستخدامه في إنشاء الخرسانة الخضراء. وهناك طريقة أخرى تقلل الخرسانة الخضراء من استهلاك الطاقة وهي أن المبنى الذي يتم تشييده منها يكون أكثر مقاومة للتغيرات في درجات الحرارة، وبالتالي توفير تكاليف التدفئة والتبريد.
  
• تقلل الخرسانة الخضراء من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون: من بين المكونات الرئيسية في الأسمنت العادي مسحوق الحجر الجيري والطين والرمل التي يتم تسخينها إلى درجة حرارة عالية. وهذه العملية مسؤولة عن ما بين 5 و 8% من جميع انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في جميع أنحاء العالم. بحيث يطلق تصنيع الخرسانة الخضراء ما يصل إلى 80% أقل من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون. كجزء من جهد عالمي لتقليل الانبعاثات، فإنّ التحول الكامل إلى الخرسانة الخضراء للبناء سيساعد بشكل كبير.
  

تطبيقات الخرسانة الخضراء:

1. يتم استخدامها في بناء الجسور.
   
2. تستخدم على نطاق واسع في تشييد المباني.
   
3. يتم استخدامها في بناء العمود.
   
4. يمكن استخدامها في بناء الطرق.
   

مزايا الخرسانة الخضراء:

1. لا يلزم إجراء الكثير من التغيرات لإعداد الخرسانة الخضراء مقارنةً بالخرسانة التقليدية.
   
2. تقلل التلوث البيئي.
   
3. تتمتع بمقاومة جيدة للحرارة والحمض.
   
4. تكون مقاومة الشد الانضغاطية والانقسام أفضل مع بعض المواد مقارنة بالخرسانة التقليدية.
   
5. تقلل من استهلاك الأسمنت بشكل عام.
   
6. الخرسانة الخضراء اقتصادية مقارنة بالخرسانة التقليدية.
   
7. الخرسانة الخضراء لها قابلية تشغيل أفضل من الخرسانة التقليدية.
   

عيوب الخرسانة الخضراء:

1. الهياكل المشيدة بالخرسانة الخضراء أقل نسبيًا.
   
2. الحياة من الهياكل مع الخرسانة التقليدية.
   
3. قوة الانضغاط والخصائص الأخرى أقل مقارنة بالخرسانة التقليدية.
   
4. امتصاص الماء مرتفع.