بررسی استفاده از پوکه پوزولان کانیار در آجر غیر کوره‌ای عنوان یکی از تحقیقات است. این تحقیق با هدف استفاده از پومیس پوزولان و گل قرمز بررسی شده است.

گل قرمز، پسماند صنعتی است که طی فراوری آلومینا تولید می‌شود. این ماده به دلیل خواص بازی، pH10 تا 12 و فلزات سنگین جزو پسماندهای خطرناک طبقه بندی می‌شود.

بررسی استفاده از پوزولان پومیس کانیار یا گل قرمز در ساخت آجر غیر کوره‌ای

بررسی استفاده از پوزولان پومیس کانیار یا گل قرمز در ساخت آجر غیر کوره‌ای توسط مجتبی تقی زاده دانشجوی آموزشکده محیط زیست کرج در سال گذشته انجام شده است. در این متن به خلاصه‌ای از مباحث تئوری و آنالیز تحقیق اشاره می‌شود.

اهداف جزیی تحقیق

اهداف جزیی بررسی استفاده از پوزولان پومیس کانیار یا گل قرمز در ساخت آجر غیر کوره‌ای

  • استفاده از منابع غنی پوزولانی و ارزان قیمت و سبک وزن برای ساخت آجر مقاوم و نفوذ ناپذیر
  • استفاده از باطله‌های گل قرمز برای کاهش خطرات زیست محیطی
    حذف کوره برای کاهش مصرف سوخت و کاهش تولید گازهای مضر گلخانه ای
  • بررسی روش‌های ایجاد اشتغال با بکار گیری منابع غنی پوزولانی

بررسی استفاده از پوکه پوزولان کانیار یا گل قرمز در آجر غیر کوره‌ای

خاک یکی از عناصر ارزشمندی است که مراقبت و حفظ آن مانند سایر عناصر برای ادامه حیات ضروری است، با توجه به افزایش جمعیت و به
تبع آن افزایش ساخت و ساز، نیاز به منابع طبیعی روبه فزونی است. در این میان آجر به عنوان پرکاربردترین مصالح ساختمانی که بیشترین مصرف خاک را دارد.

آجر در قرن حاضر بنا به دلایل زیر از پرمصرف‌ترین مصالح است:

  • فراوانی خاک رس در طبیعت،
  • سهولت نسبی آجردر شکلگیری،
  • استحکام در هنگام خشک شدن و مقاومت در هنگام پخت،

 

درصد زیادی از سازندگان منازل، آجر را به دیگر مصالح ترجیح می‌دهند. مضاف بر اینکه به کارگیری آجر به عنوان مصالح پوششی دیوارهای داخلی، ایده هوشمندانه‌ای است. زیرا هم باعث افزایش ارزش افزوده بنا می‌شود و هم نیاز به تعمیرات را کاهش می‌دهد( فاضلی و آدمی، 3135).

امروزه به کارگیری آجر، حتی در نماها و محوطه سازی‌ها کاربرد فراوانی
دارد. تنوع و پراکندگی یکی از خصوصیات اصلی آجر می‌باشد.

 آثار مخرب استفاده از آجر

مقاله بررسی استفاده از پوکه پوزولان کانیار در آجر

استفاده از آجر علاوه بر مزایایی که دارد تهدیدها و آثار مخرب زیست محیطی زیادی را نیز در پی دارد. در این مورد میتوان به موارد زیر اشاره نمود:

  • توسعه مصرف خاک برای تولید آجر و روند فزاینده‌ای که کاربرد آجر در ساختمان سازی پیدا کرده است. نشانه‌های نگران کننده‌ای در محیط جغرافیایی، شهرهای بزرگ و کوچک و میدان‌های فعالیت واحدهای تولیدکننده آجر بر جای گذاشته است.(رهنمایی، 3163)
  • بهره برداری ماده اولیه تولید آجر یعنی خاک رس موجب تغییرات در توپوگرافی زمین و جابجایی خاک و آب به طور غیر اصولی می‌شود.
  • همچنین تخریب زیستگاه‌های طبیعی، زمین‌های کشاورزی،
  • انتشار گرد و غبار،
  • آلودگی هوا
  • آلودگی صوتی،
  • اختلال در اکوسیستم،
  • از بین رفتن منظر،کاهش رشد گیاهان،
  • افزایش میزان استخراج مواد وابسته به صنعت آجرپزی و مشکلات زیست محیطی در فرآیند پخت و تولید آجر
  • خارج شدن دی اکسید کربن و دی اکسید گوگرد و مونواکسید کربن در اثر استفاده از سوخت کوره‌های آجرپزی مثل مازوت و نفت سیاه
  • آلودگی آب و خاک بیماری سیلیکوزیس. همچنین آلودگی‌های فراوان ناشی از آجرهایی که حاوی سیمان و کلینکر هستند به خصوص در آجرهای بتونی و آجر جوش از آثار نامطلوب آجر می‌باشد.

در این تحقیق محقق تلاش می‌کند تا با استفاده از پوزولان پومیس (سبکدانه کانیار) سبلان اردبیل و پسماند گل قرمز، آجری غیر کوره‌ای بسازد. با هدف کاهش آلودگی‌های زیست محیطی ناشی از ساخت آجر.

در این روش به دلیل حذف کوره بسیاری از آلودگی‌ها به خصوص در زمینه آلاینده های بخش کوره کاهش خواهد یافت.

پوزولان چیست؟

پوزولان چیست؟ در تحقیق بررسی استفاده از پوکه پوزولان کانیار در آجر به مفهوم پوزولان می‌پردازیم.

پوزولان ماده سیلیسی یا سیلیسی آلومیناتی که به خودی خود ارزش چسبندگی ندارد. اما به شکل ذرات بسیار ریز و در مجاورت رطوبت با درجات حرارت معمولی با هیدروکسید کلسیم واکنش شیمیایی داشته. پوزولان ترکیباتی را به وجود می آورد که خاصیت سیمانی و چسبندگی
دارد. ( ASTM-C618 )

چرا پومیس پوزولان سبکدانه کانیار ( سبلان اردبیل )

با توجه به مزایای ارزشمند استفاده از پومیس از قبیل اینکه پوزولان طبیعی
پوکه معدنی دارای منابع غنی در سطح جهان است. در ایران نیز منابع قابل‌ توجهی از این ماده در دامنه آتشفشان‌های قدیمی نظیر سبلان و سهند و تفتان و دماوند وجود دارد.

بنابراین استفاده از مواد پوزولانی به صورت طبیعی و مصنوعی در سیمان نه تنها باعث کاهش آلودگی محیط زیست می‌گردد بلکه بهای تمام شده ساخت را نیز کاهش می‌دهد. مهمتر اینکه موجب دوام نمونه در محیط های مخرب می‌گردد. (مقصودی و مقدم، 3136)

همچنین پوزولان‌ها در برابر حمله سولفات‌ها و بعضی دیگر از عوامل
مخرب مقاومت خوبی از خود نشان می‌دهند. (ثمین، 3131)

هر چند که وزن مخصوص پومیس کمتر از یک است. نفوذ پذیری کم، مقاومت تراکمی بالا و مدول الاستیسیته پومیس باعث شده که از آن به عنوان مصالح مناسب استفاده گردد (رمضانپور، 3131 )

بلوک ساختمانی با ماسه و شن وزنی در حدود 33 کیلوگرم دارد. در حالی که مخلوط پوکه معدنی با ماسه و شن، وزن آن را به 31 کیلوگرم کاهش می‌دهد.

از طرفی در حدود 3 درصد از کل انتشار گاز دی اکسید کربن بر اثر تولید کلینکر در کارخانجات سیمان می‌باشد که نشان دهنده این واقعیت می‌باشد که استفاده از میزان بالای سیمان سبب افزایش آلودگی
زیست محیطی و افزایش هزینه های تولید سیمان می‌باشد. (مدندوست وموسوی)

راهکار‌های کاهش مصرف سیمان در استفاده از پوزولان پومیس سبلان یا گل قرمز

از این رو یکی از راهکار‌های کاهش مصرف سیمان، جایگزین کردن بخشی از آن با مواد افزودنی است. این مواد معمولا ارزان قیمت و در دسترس باید باشند. مانند پوزولانهای طبیعی است.

به دلیل منابع فراوان پوزولان‌ها در کشور و صرف انرژی کمتر غالبًا مواد پوزولانی از سیمان پرتلندی که جایگزین آن می‌شوند ارزانترند. همچنین امتیاز عمده آنها در هیدراتاسیون کند است.

فرایند تولید آلومینا از بوکسیت حجم بسیار زیادی از مواد باطله تحت عنوان گل قرمز تولید می‌کند. گل قرمز به دلیل PH بالا، حجم تولید زیاد، خواص سمی و هزینه‌های نگهداری در سدهای باطله عاری از مشکلات زیست محیطی نیست.

لذا برای کاهش خطرات زیست محیطی گل قرمز به دلیل دارا بودن مقادیر بالای اکسیدهای آهن و سدیم اکسید می‌توان در مصالح ساختمانی مثل ساخت آجر و صنایع سیمان و سرامیک به کار برد. Diaz, Joiret Keddam,2004

بنابراین استفاده از پوزولان پومیس و گل قرمز در کاهش هزینه‌ها و آلایندگی‌ها و در نهایت حفظ محیط زیست حایز اهمیت است.

ضرورت انجام  استفاده از پوزولان پومیس سبلان یا گل قرمز

ضرورت انجام استفاده از پوزولان پومیس سبلان اردبیل یا گل قرمز در ساخت آجر غیر کوره ای به شرح زیر بیان شده است:

  •  غنی بودن کشور از لحاظ پوزولان پومیس
  •  استفاده مستقیم از پوزولان به دلیل عدم نیاز به اصلاح خصوصیات شیمیایی وکانی‌های آن
  •  از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه است.
  • داشتن وزن سبک
  • افزایش مقاومت در بلند مدت
  • چسبندگی زیاد
  • مقاوم در برابر حمله سولفاتها

 

ضرورت استفاده ازپسماند گل قرمز

  • حجم تولید بالا
  •  تکنولوژی ساده برای ساخت آجر
  • حذف آلاینده‌های گل قرمز
  • صرفه جویی در منابع طبیعی
  • سازگار با محیط زیست
  • کاهش هزینه های تولید
  • مقاومت فشاری بالا
  • داشتن حداقل جذب آب
  • ضریب اشباع پایین
  •  امکان استفاده از آن در مناطق با درجه هوازدگی بالا

 


 برخی از نتایج آزمایشات استفاده از پوکه پوزولان کانیار در آجر غیر کوره‌ای

نتایج برخی از آزمایشات بررسی استفاده از پوزولان پومیس سبلان اردبیل یا گل قرمز در ساخت آجر غیر کوره‌ای را در بخش‌های زیر مطالعه نمایید:

نتایج اندازه‌گیری درصد مواد آلی موجود در گل قرمز، آهک و پوزولان LOI


مصالح    آزمایش صورت گرفته      ASTM         نتیجه           تجهیزات


گل قرمز      12.3                           16            ✔️           اون و کوره


آهک          25.86                                          ✔️          اون و کوره


پوزولان        2.5                           10              ✔️           اون و کوره


طبق استاندارد ASTM حداکثر میزان مواد آلی موجود در گل قرمز نباید بیشتر از 16 باشد. میزان آن در نمونه گل قرمز آزمایش شده 12.3 می‌باشد که قابل قبول است.

طبق استاندارد ASTM حداکثر میزان مواد آلی موجود در مواد پوزولانیک نباید بیشتر از 10 باشد. میزان آن در پودر پوزولان 2.5 می‌باشد که قابل قبول است.


نتایج اندازه گیری آزمایش تعیین درصد عبوری از الک 45 میکرون

نتایج آزمایش پامیس کانیار

حداکثر میزان باقی مانده روی الک 40 میکرون پس از عبور دادن از این الک بر اساس استاندارد ASTM باید 34 درصد باشد. میزان بر اساس آزمایش انجام شده در پودر پوزولان 20 درصد بود. که این میزان پایین
تر از استاندارد بوده و قابل قبول می‌باشد.

نتایج اندازه گیری آزمایش تعیین درصد رطوبت

در این مرحله رطوبت هر یک از مصالح به کاربرده در ساخت آجر به صورت جداگانه گرفته شد.  هم رطوبت
هر 16 نمونه ساخته شده به صورت ترکیبی گرفته شد.

درصد رطوبت گل قرمز: 2.4
درصد رطوبت پوزولان : 1.5


جدول نتایج حاصل از بارگذاری نمونه های 7 روزه

جدول آنالیز

طبق استاندارد، این شاخص نباید کمتر از 75 درصد باشد. بر اساس نتایج بدست آمده این شاخص بیش از 75 درصد می‌باشد. بنابراین این قاعده برقرار می‌باشد.