کاربرد مواد سیمانی مکمل در بهبود عملکرد زیست‌محیطی بتن در راستای توسعه پایدار

تحقیق حاضر با هدف بررسی اثر جایگزینی بخشی از سیمان مصرفی در بتن با مواد سیمانی مکمل بر عملکرد و اثرات منفی زیست-محیطی بتن صورت گرفت. بدین منظور، از طرح اختلاط‌های بتن شامل درصدهای مختلف جایگزینی سیمان با ترکیبی از سیلیکا فوم و خاکستر بادی، و نیز مقادیر ثابت سنگدانه‌های ریز و درشت و سایر مواد مصرفی استفاده گردید. جهت بررسی عملکرد زیست‌محیطی بتن، شاخص‏های پتانسیل گرمایش جهانی (میزان انتشار کربن) و انرژی تجسم‌یافته (انرژی مصرفی) محاسبه و بررسی شدند. سپس، ارزیابی همزمان شاخص‌های مذکور با شاخص‌های مکانیکی بتن (مقاومت فشاری و مقاومت کششی) انجام شد. طبق نتایج، با افزایش درصد جایگزینی سیمان با مواد سیمانی مکمل، مقدار انتشار کربن از 353.48 به kg CO2/m3 251.17، و مقدار انرژی مصرفی از 2150 به MJ/m3 1486 رسیده‌است. بنابراین، نسبت به طرح اختلاط کنترل با کاربرد 100 درصد سیمان، 28.9 درصد کاهش در انتشار کربن و 30.8 درصد کاهش در انرژی مصرفی رخ داده‌است. به علاوه، با ارزیابی همزمان عملکرد زیست‌محیطی و مکانیکی طرح اختلاط‌های بتن از طریق نسبت شاخص زیست‌محیطی به شاخص مکانیکی، طرح اختلاط با 35 درصد جایگزینی سیمان (25 درصد خاکستر بادی و 10 درصد سیلیکا فوم) به عنوان طرح اختلاط بهینه تعیین گردید؛ که به ترتیب حدود 31 و 29 درصد کاهش در انرژی مصرفی و انتشار کربن، و نیز 25 و 34 درصد افزایش در مقاومت کششی 28 روزه و مقاومت فشاری 28 روزه بتن را نتیجه داده‌است.