تتطلب صناعة البناء الرمال الطبيعية للعديد من التطبيقات، كما يمكن أيضًا استخدام الرمال المعاد تدويرها التي يتم الحصول عليها من العمليات الصناعية في أنشطة البناء، حيث تولد العديد من الصناعات رمل النفايات كمنتج ثانوي، تُعرف المادة الناتجة من هذه القوالب التي تم التخلص منها عادةً باسم “رمال مسبك مستعملة” أو “رمل مسابك نفايات” أو “رمل مسبك مستنفد”، حيث تتولد كمية كبيرة من رمال المسابك المستخدمة وتتراكم على مستوى العالم يومًا بعد يوم.
رمال البناء
حيث تم إجراء محاولة لاستكشاف الخصائص والاستخدامات المختلفة لهذا الرمل المعاد تدويره من صناعة المسبك كمواد قيمة في أنشطة البناء، من تحليل الأنواع المتعددة من الأبحاث التي أجريت حتى الآن حول إعادة استخدام نفايات مسابك الرمال، وجد أن رمل مسبك النفايات يمكن إعادة استخدامه في تطبيقات الهندسة المدنية المختلفة مع مزايا إضافية،، حيث تتراوح التطبيقات المفيدة لرمل المسبك المستخدم من المواد الأساسية للطريق إلى البديل إلى الركام الناعم في الخرسانة عالية الأداء ذاتية الدك.
رمل المسابك
بشكل عام، يعتبر رمل المسابك المستخدم في حدود 10-30٪ مناسبًا بشكل أفضل كبديل جزئي للرمل العادي في صناعة الملاط والخرسانة، لا يؤدي استخدام الرمال المعاد تدويرها مثل رمل مسابك النفايات في صناعة البناء إلى القضاء على مشاكل إدارة النفايات والآثار البيئية فحسب، بل يؤدي أيضًا إلى تعزيز أنشطة التنمية المستدامة بشكل كبير عن طريق تقليل استهلاك الموارد الطبيعية وتتراوح التطبيقات المفيدة لرمل المسبك المستخدم من المواد الأساسية للطريق إلى البديل إلى الركام الناعم في الخرسانة عالية الأداء ذاتية الدك.
منذ الحضارة المبكرة للبشرية، يستخدم الرمل على نطاق واسع كمواد بناء في الطوب الطيني وملاط الطين ومدافع الهاون الجيري يجد الرمل تطبيقات، عندما ظهرت الخرسانة كمواد بناء، أصبح الرمل جزءًا لا يتجزأ من هذه المادة متعددة الاستخدامات وبعد العصر الحجري، تم استخدام المعادن في صناعة الأدوات والأواني من أجل إنتاج العناصر المعدنية، فإن عمليات السباكة مطلوبة على الدوام.
لصنع القوالب، تم استخدام الرمل منذ بداية استخدام المعادن في الحياة اليومية للإنسان وتستخدم المسابك الرمال في تطبيقين مهمين لصنع القوالب وصنع اللب، الآن أيضًا الرمل هو المادة الأساسية المكونة للقالب أو مواد صنع اللب، حيث يتم استخدام رمل السيليكا، جنبًا إلى جنب مع مواد رابطة مثل الطين أو مواد رابطة كيميائية للصوديوم، لصنع قالب لصب المعادن ويتوفر الرمل بالطين بشكل طبيعي ويستخدم بكثرة في صنع القوالب. وفقًا لمكتب المعايير الهندية فإن رمل التشكيل الأصلي المستخدم في المسابك يحتوي على محتوى من الطين يتراوح من 5 إلى 20٪.
ومن البحث حول إعادة استخدام رمل مسبك النفايات في تصنيع الخرسانة الجيوبوليمرية، يصور أن رمال المسبك لها بنية فضفاضة في الطبيعة، بعد عدة دورات من إعادة الاستخدام، يتم التخلص من رمال الصب أو رمل المسبك من القوالب واللباب المفرج عنها وتصبح نفايات صناعية، حيث يتم إنتاج كمية كبيرة من رمل النفايات الصناعية من المسابك في جميع أنحاء العالم.
قدرت وزارة النقل الأمريكية أن طنًا واحدًا من الصب يتطلب 1 طن من رمل المسبك تقريبًا، جمعية المسبك الأمريكية ذكرت أن 100 مليون طن من الرمل تستخدم ويعاد استخدامها في المسابك سنويًا في الولايات المتحدة نفسها، ويمكن إعادة تدوير الرمل الناتج عن المخلفات الصناعية لتطبيقات في الهندسة المدنية ويسمى “رمال مسبك مستعملة” أو “رمل مسابك نفايات” أو “رمال مسبك مستهلكة”.
نظرًا لأن كمية رمال المسبك المستخدمة ضخمة جدًا، فإن التخلص من رمل المسبك المستخدم في مدافن النفايات يؤثر بشكل كبير على البيئة، وبالتالي فإن إعادة استخدام رمل مسابك النفايات في تطبيقات الهندسة المدنية بخلاف ردم الأرض مفيد جدًا للمجتمع من وجهة النظر الاقتصادية والبيئية.
حيث يعد البحث عن إعادة استخدام رمل مسابك النفايات في صناعة البناء أمرًا بالغ الأهمية، لأنه أكبر مستهلك للرمل البكر، في واقع الأمر تتأثر المصادر الطبيعية للرمل بسبب الاستهلاك المفرط وتواجه الآن النضوب، إن كل خطوة نحو تقليل استخدام الرمال الطبيعية من خلال اعتماد رمل مسابك النفايات كبديل كامل أو جزئي للرمل الطبيعي ستؤدي إلى الحفاظ على الموارد الطبيعية والتخلص الآمن من رمل النفايات الصناعية إلى تطبيق مفيد يحمي البيئة.
كما أن استخدام رمل المسبك المستخدم الموصى به من قبل العديد من الباحثين في مجموعة متنوعة من المجالات المتعلقة بصناعة البناء يتم تناوله بالنتائج التجريبية الكافية، نظرًا لأن الخرسانة تلعب دورًا مهمًا في صناعة البناء، فقد تم أيضًا إلحاق دراسة مكثفة لخصائص الخرسانة التي تتضمن رمل المسبك المستخدم من أجل الفهم السهل لإمكانية تطبيق رمل المسبك المستخدم في صناعة الخرسانة.
