نوآوری در سیمان و بتن است که ساختوساز را پایدارتر می‌کند
الزام جهانی نوآوری در سیمان
بتن از زمان رومیان باستان استفاده شده و ثابت کرده است که یکی از مصالح ساختمانی بادوام، قوی، مقرون به صرفه و همه‌‌‌کاره و امروزه پرکاربردترین منبع ساخت بشر در جهان است. با این حال، روش‌های تولید آن نگرانی‌های زیست محیطی ایجاد می‌کند: اولا، به دلیل مصرف بالای منابع طبیعی مانند ماسه و شن و دوم و مهم‌تر از آن، به دلیل انتشار CO₂ مرتبط با تولید عنصر اصلی آن، سیمان.
با رشد مداوم شهرها و افزایش نرخ شهرنشینی در سراسر جهان، تقاضا برای سیمان و بتن همچنان افزایش خواهد یافت و اهمیت نوآوری‌‌‌ها در صنعت ساختوساز را برای کارآمدتر کردن این مواد از نظر منابع و سازگار با محیط‌زیست نشان می‌دهد.
به طور سنتی صنعتی که به کندی تغییر می‌کند، شرکت‌های بخش ساختوساز به طور فزاینده‌‌‌ای از نقش خود در آینده ساخت سیمان و بتن به مصالح ساختمانی پایدار آگاه میشوند. هولکیم یک شرکت چند ملیتی با منشأ سوئیسی و یک رهبر جهانی در راه‌‌‌حل‌‌‌های ساختمانی نوآورانه و پایدار است. این شرکت تمرکز جدیدی بر کاهش انتشار کربن، بهینه‌‌‌سازی استفاده از مواد و ترویج یک اکوسیستم نوآوری مشترک برای کربن‌‌‌زدایی صنعت و چرخشی‌‌‌تر کردن آن ترسیم کرده است.
همه چیز با سیمان شروع می‌شود
کربن‌‌‌زدایی بتن با سیمان شروع می‌شود. یکی از نقاط عطف در سفر برای پایدارتر کردن آن، توسعه سیمان ECOPlanet بوده است که به دنبال ایجاد مصالح ساختمانی با کربن کمتر بدون کاهش عملکرد است. این ماده با جایگزینی کلینکر که جزء اصلی سیمان است و در هنگام کلسینه شدن سنگ آهک، مقدار زیادی CO₂ منتشر می‌کند، با مواد خام مانند خاک رس کلسینه شده که به دمای بسیار پایین‌‌‌تری برای کلسینه کردن یا تخریب مواد نیاز دارد، ایجاد می‌شود.
روش دیگری که تولید سیمان باعث انتشار CO₂ می‌شود، سوزاندن سوخت‌‌‌های فسیلی برای گرم‌‌‌کردن کوره‌‌‌ها تا دمای بسیار بالاست که در حال حاضر با استفاده از منابع انرژی تجدید پذیر، بهبود کارآیی فرآیند و دیجیتالی شدن کاهش می‌‌‌یابد.
از طریق این اقدامات است که محدوده سیمان کم کربن ECOPlanet می‌تواند عملکرد کامل سیمان سنتی را با کسری از ردپای کربن ارائه دهد. نمونه آن پایتخت اداری جدید مصر که در حال حاضر در خارج از قاهره در حال ساخت است و بلندترین برج نمادین در آفریقا خواهد بود.
توسعه جدید که با استفاده از سیمان ECOPlanet ساخته شده است منجر به صرفه‌‌‌جویی بیش از ۶۸۰۰ تن در انتشار CO₂ می‌شود که معادل کاهش ۶۰ درصدی CO₂ است بدون اینکه به عملکرد، استحکام یا دوام آسیبی وارد شود. مثال دیگر در سیاتل، جایی که ساختمان نمادین Spheres بیش از ۸۰درصد کاهش انتشار CO₂ را در مقایسه با میانگین صنعت به دست آورد، تا ۴۰۰ تن CO₂ صرفه‌‌‌جویی کرد و گواهینامه طلایی LEED را دریافت کرد.
هنگامی که سایر روش‌های کربن‌‌‌زدایی ممکن به کار گرفته شوند، تولیدکنندگان سیمان می‌توانند از انتشار آنهایی که نمی‌توان با کمک فناوری‌‌‌های نسل بعدی مانند جذب، استفاده و ذخیره‌‌‌سازی کربن (CCUS) اجتناب کرد، جلوگیری کنند.
CO₂ بتن و صرفه‌‌‌جویی در مواد
مکمل طیف سیمان کم‌‌‌کربن ECOPlanet، ECOPact است، که گسترده‌‌‌ترین پیشنهاد صنعت بتن کم‌‌‌کربن برای ساختوساز پایدار است. این بتن در طیفی از سطوح کم‌‌‌کربن فروخته می‌شود که از کربن جاسازی شده ۳۰درصد کمتر در مقایسه با بتن استاندارد (CEM I) شروع می‌شود، دارای خواص برابر یا بهتر نسبت به بتن معمولی است، در انواع کلاس‌‌‌های مقاومت موجود است و با صنعت مطابقت دارد. استانداردها قبلا در پروژه‌‌‌های ساختمانی در سراسر جهان - از طولانی‌‌‌ترین سد آمریکای لاتین تا مرکز علوم داده دانشگاه بوستون - برای دستیابی به صرفه‌‌‌جویی قابلتوجه CO₂ و در عین حال عملکرد ۱۰۰درصد استفاده شده است.
پیشرفت دیگری در کارخانه هولکیمز التکریچ در فرانسه ایجاد شد که بر یکی از اجزای اصلی در تولید سیمان تمرکز دارد: کلینکر ۱۰۰درصد بازیافتی.
به طور معمول در فرآیندهای صنعتی بسیار کنترل شده که عموما بر پایه سنگ آهک استخراج شده و سایر مواد خام ساخته میشوند، به دلیل مقاومت فشاری آن - یک ویژگی مهم بتن - نقش کلیدی در سیمان ایفا می‌کند. این مطالعه با استفاده از ۱۰۰درصد مواد منحصرا بازیافتی، از خاکستر چوب گرفته تا محصولات فرعی فرآوری مواد معدنی، با تاکید قوی بر ورودی‌‌‌های محلی، انحراف قابل‌‌‌توجهی را از این رویکرد مرسوم نشان داد.
چشم‌انداز کلینکر ۱۰۰درصد بازیافتی ساخت ۱۰۰درصد سیمان بازیافتی و به دنبال آن ۱۰۰درصد بتن بازیافتی بود. این چشم‌انداز اکنون در« Recygénie»، اولین ساختمان بتنی کاملا بازیافتی جهان به اوج خود رسیده است. این مجتمع مسکونی اجتماعی متشکل از ۲۲۰ واحد در نزدیکی پاریس، فرانسه، پتانسیل دگرگون‌‌‌کننده بتن سفارشی هولکیم را نشان می‌دهد که با استفاده از فناوری ECOCycle® ساخته شده است. این بتن انقلابی، از عناصر بازیافتی مانند سیمان، سنگدانه‌‌‌ها و آب استفاده می‌کند و به طور موثر زباله‌‌‌های ساختمانی و تخریب را به مصالح ساختمانی پایدار تبدیل می‌کند. این نشان‌دهنده یک رویکرد آگاهانه از نظر زیست محیطی است که به صرفه‌‌‌جویی قابل‌‌‌توجهی در منابع تبدیل می‌شود، پروژه Recygénie به تنهایی بیش از ۶هزار تن منابع طبیعی را حفظ می‌کند.
اجزای ساختمان مانند تیرها و دال‌‌‌ها نیز این پتانسیل را دارند که اعتبار زیست‌‌‌محیطی خود را با کمک نوآوری بهبود بخشند. در سال ۲۰۲۰، هولکیم در استارت‌آپ سوئیسی CPC AG سرمایه‌گذاری کرد که فناوری بتن پیش‌‌‌تنیده کربن (CPC) را معرفی کرد. اینها دال‌‌‌هایی هستند که با استفاده از یک فناوری ثبت شده ایجاد شده‌‌‌اند که همان ظرفیت باربری را مانند دال‌‌‌های بتن مسلح سنتی ارائه می‌دهند، اما با مزیت قابلتوجه این که پنج برابر نازک‌‌‌تر و سبک‌‌‌تر هستند، به دلیل افزودن رشته‌‌‌های کربنی به جای آرماتورهای سنتی.
فقدان اجزای فولادی نه تنها باعث طول عمر بیشتر (به طور بالقوه تا ۱۰۰ سال) می‌شود، بلکه امکان جداسازی و استفاده مجدد یا بازیافت کامل سیستم‌های CPC را نیز فراهم می‌کند. همچنین مصرف مواد را تا ۸۰درصد و انتشار CO₂ را تا ۷۵درصد کاهش می‌دهد که روش‌های صنعتی، چرخشی و کم‌‌‌کربن را تسهیل می‌کند. پل عابر پیاده Eulach، واقع در Winterthur، سوئیس، امکان استفاده از CPC را نشان می‌دهد. به طور معمول، یک پل با طول مشابه که با بتن مسلح سنتی ساخته می‌شود تقریبا ۵۶ تن وزن دارد (شامل پایه آن). و یک پل چوبی معادل آن حدود ۲۶ تن وزن دارد. از سوی دیگر، پل عابر پیاده ساخته شده با CPC به طرز شگفت‌آوری سبک است و تنها ۱۴ تن وزن دارد. این نشان‌دهنده کاهش ۷۵ درصدی نسبت به بتن سنتی و کاهش ۴۶ درصدی نسبت به چوب است. علاوه بر این، در تمام طول عمر خود، پل CPC دارای ردپای کربنی است که تا پنج برابر کوچک‌تر از یک پل بتنی معمولی و تا سه برابر کوچک‌تر از پل ساخته شده از چوب است.
پرورش فرهنگ نوآوری
اگر می‌‌‌خواهیم واقعا نحوه ساختوساز جهان را دوباره ابداع کنیم، تعهد به پایداری در صنعت ساختوساز باید نوآوری محصول را افزایش دهد که پس از آن باید به سمت روش‌های ساختوساز ملموس جهش کرد. در مشارکت بین هولکیم، بریتیش اینترنشنال اینوستمنت (BII)و تریس ۱۴ راه‌‌‌حل‌‌‌های ساختمانی پیشگام بوده است که هم پایدار و هم مقرون به صرفه هستند. این سرمایه‌گذاری مشترک ۱۰واحد مسکونی در کنیا را با چاپ سه‌‌‌بعدی ساخته که آن را به بزرگ‌ترین پروژه مسکن سه بعدی مقرون به صرفه تا به امروز تبدیل کرده است. با استفاده از فناوری چاپ سه بعدی پیشرفته، دیوارهای یک خانه دو خوابه فقط ۱۸ ساعت طول می‌‌‌کشد تا یک جایگزین سریع و کارآمد ارائه شود. هر مرحله از توسعه پروژه نوآوری‌‌‌های جدیدی را معرفی می‌کند، از طراحی معماری با تاکید بر راحتی و سازگاری با آب و هوا تا استفاده از مواد کارآمد و سفارشی‌‌‌سازی برای مستاجران آینده، در حالی که به دنبال کاهش ۲۰ درصدی هزینه در مقایسه با واحدهای مسکونی استاندارد است. نمایه پایداری پیشرفته پروژه دارای گواهینامه طراحی پایدار پیشرفته IFC-EDGE توسط بانک جهانی است.
همکاری و اشتراک دانش کلیدی برای آینده پایدار ساختوساز است. مرکز نوآوری تازه تاسیس هولکیم ترکیبی از فضاهاست که شامل یک نمایشگاه است که راه‌‌‌حل‌‌‌های پایدار، فضاهای همکاری و یک منطقه رویدادها را به نمایش می‌‌‌گذارد که به عنوان یک پلتفرم برای ایجاد مشترک و همکاری عمل می‌کند. فضایی است که در آن ایده‌‌‌ها همگرا میشوند، مشارکت‌‌‌ها شکل می‌گیرند و پیشرفت حاصل می‌شود. در اصل، تاکید هولکیم بر نوآوری ابعاد متعددی را شامل می‌شود: از فناوری‌‌‌های پیشرفته و فرمول‌‌‌بندی مواد پایدار تا اصول طراحی چرخشی و فضاهایی برای پیشرفت نوآوری و همکاری.
