بتن بازیافتی؛ راه‌حلی پایدار برای ساخت‌و‌ساز؟
رخنه بازیافت به صنعت سیمان
در فرانسه، یکی از شرکت‌های ساخت‌و‌ساز و یک تولیدکننده مصالح ساختمانی، برای ساختن نخستین ساختمان که کاملا از بتن بازیافتی استفاده می‌کند با یکدیگر همکاری می‌کنند. این اقامتگاه که در حال ساخت در چند کیلومتری پاریس است، در سال۲۰۲۴ تکمیل خواهد شد.
صنعت ساخت‌و‌ساز با چالش‌های زیست‌محیطی قابل‌توجهی به‌ویژه ازنظر انتشار CO۲ و استفاده از منابع طبیعی مواجه است. بتن به‌طور گسترده در سایت‌های ساختمانی استفاده می‌شود؛ اما ردپای کربن آن هشدار‌دهنده است. آیا بتن بازیافتی می‌تواند ساختمان‌های فردا را پایدارتر کند؟
بتن یکی از متداول‌ترین مصالح ساختمانی مورد استفاده در سراسر جهان است که به‌دلیل دوام، استحکام و تطبیق‌پذیری آن مورد استفاده قرار می‌گیرد. در واقع دو سوم تمام سازه‌های روی کره‌زمین از بتن ساخته شده‌اند. با این حال، در حالی که متداول‌ترین مصالح ساختمانی است، منبع قابل‌توجهی برای انتشار گازهای گلخانه‌ای نیز هست.
بتن؛ یک دشمن محیطی
سیمان جزو اصلی بتن، با حرارت دادن سنگ آهک در دماهای بالا تولید می‌شود، فرآیندی که مقادیر زیادی CO۲ آزاد می‌کند. بتن همچنین حاوی مقادیر قابل‌توجهی ماسه است که باید استخراج شود. بر اساس برآوردها، ماسه مورد نیاز برای ساخت یک خانه ۲۰۰تن، برای یک کیلومتر جاده ۳۰هزار تن و برای یک نیروگاه هسته‌ای ۱۲میلیون تن است.
مشکل این است که منابع شن و ماسه سال به سال در حال کاهش است که منجر به کمبود قریب‌الوقوع می‌شود. علاوه بر این، هزینه زیست محیطی حمل‌و‌نقل باید در نظر گرفته شود؛ زیرا شن و ماسه اغلب نیاز به حمل‌و‌نقل از راه دور دارد که بر ردپای کربن کلی بتن افزوده می‌شود. علاوه بر این، استخراج شن و ماسه از سواحل فرسایش را تسریع می‌کند و منجر به بلایای زیست محیطی در سراسر جهان می‌شود.
بتن‌های دوستدار محیط‌زیست
بنابراین انواع جدیدی از بتن برای ترکیب کارآیی و دوام مواد با پایداری محیطی در حال توسعه هستند.
بتن پایه چوب یکی از این مصالح ساختمانی نوآورانه است. سال گذشته، شرکتCCB ادعا می‌کرد بتن چوبی آنها دارای ردپای کربن منفی است. جایگزین دیگر، بتن بازیافتی است. در فرانسه، یک شرکت ساختمانی و یک تولیدکننده مصالح ساختمانی، برای ساخت نخستین ساختمان که کاملا از بتن بازیافتی تهیه شده با یکدیگر همکاری می‌کنند. این اقامتگاه که در حال حاضر در چند کیلومتری پاریس در حال ساخت است در سال ۲۰۲۴ تکمیل خواهد شد. ۲۲۰۰تن بتن ۱۰۰درصد بازیافتی که ساختمان را تشکیل می‌دهد برای نخستین‌بار در جهان توسط سازنده سیمان فرانسوی لافارژ تولید شده است.
۱۰۰ درصد بتن بازیافتی
به‌طور سنتی، تولید بتن به ۸۰درصد سنگ‌دانه (شن و ماسه)، ۱۱درصد سیمان و ۹درصد آب نیاز دارد. مولود بهلول، مدیر نوآوری و ساخت‌و‌ساز پایدار لافارژ فرانسه توضیح می‌دهد که برای این پروژه، تمام اجزای بتن از مواد بازیافتی تهیه می‌شود.
این نشان‌دهنده یک دستاورد فنی مهم است. کلینکر که پایه فعال سیمان است، سنگ‌دانه‌ها و شن و ماسه از ضایعات ساختمانی و تخریب، بتن سخت استفاده نشده از کارگاه‌های ساختمانی و بتن محل تخریب حاصل می‌شود. آب مورد استفاده نیز بازیافت می‌شود و از مدار آب فرآیند می‌آید. دستورالعمل خاصی با استفاده از این مواد بازیافتی مختلف برای دستیابی به نتایج مشابه بتن سنتی ایجاد شده است.
در نتیجه، نخستین ۲۲۰۰تن بتن بازیافتی جهان در کارخانه سیمان لافارژ در شرق فرانسه تولید شده است.
دستاورد فنی
ساخت بتن ۱۰۰درصد بازیافتی آسان نبود. نخستین دستاورد فنی مربوط به کلینکر است. کلینکر پایه فعال سیمان است که از حرارت دادن سنگ آهک و خاک رس تا دمای ۱۴۳۰درجه سانتی‌گراد برای به‌دست آوردن دانه‌ای که سپس خرد شده و با افزودنی‌های گچ و سنگ آهک مخلوط می‌شود، به‌دست می‌آید. به‌طور سنتی، برای تولید یک تن کلینکر، ۱.۶تن سنگ آهک و خاک رس باید از یک معدن استخراج شود. در رویکرد پایداری، جایگزینی مواد خام حاصل از معادن با مواد بازیافتی مد‌نظر است. بنابراین، زباله‌های ساختمانی از بتن تخریب و زباله‌های صنعت فولاد بازیافت شدند و فرمولاسیون موادی مشابه مواد موجود در خاک رس و سنگ آهک، یعنی آلومینا و سیلیس از خاک‌رس به‌دست آمد. دومین دستاورد فنی مربوط به شن و ماسه است. درحالی‌که ماسه را می‌توان بازیافت کرد، اما برای به‌دست آوردن مجدد تمام خواص خود به آماده‌سازی خاصی نیاز دارد. هنگامی که ماسه را از تخریب به‌دست می‌آوریم، شکل آن کروی نیست، بلکه سوزنی است. بنابراین اگر از آن همان‌طور که هست استفاده کنیم، بتن عملکرد خود را از دست می‌دهد. از این رو، تکنیکی برای تطبیق فرمول بتن با شن و ماسه بازیافتی تهیه شد؛ به‌طوری‌که روی انباشته شدن دانه‌ها، نسبت و کمیت آب بررسی‌های لازم انجام گرفت. لافارژ آزمایش‌های دوام و مقاومتی را انجام داده است که اکنون به گروه اجازه می‌دهد تا ادعا کند که بتن بازیافتی آن از نظر دوام، مقاومت در برابر آتش، تخلخل و عمر مفید، خواصی معادل بتن سنتی دارد که از آن به‌عنوان بتن جدید با عناصر بازیافتی یاد می‌کنیم. به گفته مولود بهلول، اجرای بتن بازیافتی نیازی به تغییرات عمده در فرآیندهای ساخت‌و‌ساز ندارد. تجهیزات و تکنیک‌های ریخته‌گری ثابت باقی می‌مانند.
با این حال، برای اطمینان از قابلیت ردیابی و انطباق با الزامات قانونی، لازم است دسته خاصی از سنگ‌د‌انه‌های بازیافتی و ماسه جدا شود. طبق قانون، تا ۳۰درصد از عناصر بازیافتی نیازی به خصوصیات ندارند، بنابراین مانند ساخت بتن معمولی است و هیچ محدودیتی وجود ندارد. فراتر از آن، باید تست‌های دوام و تخلخل آب انجام شود. برای مشاهده رفتار بتن مانند انقباض و خزش نیاز به انجام آزمایش‌های استاندارد است. این یک محدودیت کیفیت با‌اهمیت است که فرآیند تولید را در مقایسه با بتن سنتی طولانی‌تر می‌کند.
مزایای زیست محیطی
مزایای زیست محیطی بتن بازیافتی در مقایسه با بتن سنتی چیست؟ به گفته مولود بهلول، تمرکز اصلی بر اقتصاد چرخشی و بازیافت است، نه کاهش ردپای کربن و به یک دلیل، فرآیند تولید بدون تغییر باقی می‌ماند؛ زیرا برای تولید کلینکر هنوز به کوره‌های با دمای بالا نیاز است.
این فرآیند کم‌کربن نیست؛ اما تاثیر کربن کمتری دارد. هدف بازیافت است و هدف اصلی این است که نشان دهیم ۱۰۰درصد بتن بازیافتی امکان‌پذیر است. به علاوه، زباله‌های مورد استفاده از محل‌های تخریب محلی می‌آیند که ردپای کربن را تا ۱۰درصد کاهش می‌دهد. در اینجا فقط از زباله‌های محلی استفاده شد، در نزدیکی محل ساخت‌و‌ساز مجتمع آینده هیچ نیازی به تامین زباله از آن سوی فرانسه و راه دور نبود.
چالش برانگیز: دموکراتیک‌سازی بتن بازیافتی
آیا بتن جدید ۱۰۰درصد بازیافتی می‌تواند در واحدها و پروژه‌های ساختمانی رایج شود؟
برای لافارژ به‌عنوان یکی از شرکت‌های برجسته سیمانی در جهان هدف، راه‌اندازی صنعت بتن کاملا بازیافتی نیست؛ زیرا هنوز تقاضا وجود ندارد. مشتریان در حال حاضر نیروی محرک نیستند و باید این ایده رایج شود. صنعت ساختمان محافظه‌کار است. وقتی چیزی ساخته می‌شود برای یک یا دو نسل است که محافظه‌کاری و ساخت‌و‌ساز را به همان شکل تشویق می‌کند. هنگامی که یک نوآوری را معرفی می‌کنیم، همیشه از طرف متخصصان صنعت مقاومت وجود دارد که در تعجب هستند که آیا این نوآوری برای ۱۰۰ سال دوام خواهد آورد یا خیر؟ مردم فقط زمانی باور می‌کنند که مدرک ارائه شود. بنابراین، آزمایش‌های بیشتری برای اطمینان لازم است. با این پروژه آینده، نشان می‌دهیم که می‌توان یک سایت ساخت‌و‌ساز با ۱۰۰درصد بتن بازیافتی داشت. با انجام این کار، امید است که حداقل ۲۰ تا ۳۰درصد از اجزای بازیافتی در بتن آینده ادغام شود.
استانداردهای بتن موجود در حال حاضر امکان ادغام ۱۰ تا ۱۰۰درصد عناصر بازیافتی در بتن را فراهم می‌کند. در آینده، لافارژ انتظار دارد حداقل ۱۵درصد کلینکر بازیافتی را در تمام کارخانه‌های سیمان خود بگنجاند.
با این حال، سوال در مورد قیمت بتن بازیافتی همچنان باقی است. هزینه اضافی وجود خواهد داشت؛ اما در حال حاضر، نمی‌توان پیش‌بینی کرد که هزینه یک تن بتن جدید با اجزای بازیافتی چقدر خواهد بود. هزینه اضافی در مقایسه با بتن سنتی باید معقول باشد، مثلا دو برابر گران‌تر نباشد.
این مجموعه در سال۲۰۲۴ تحویل داده می‌شود و نخستین بتن بازیافتی در ماه آینده ریخته می‌شود.
