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.

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

بررسي استفاده از پوزولان پومیس کانیار یا گل قرمز در ساخت آجر غیر کوره‌ای توسط مجتبي تقي زاده دانشجوی آموزشكده محيط زيست 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 بررسي استفاده از پوزولان پومیس کانیار یا گل قرمز در ساخت آجر غیر کوره‌ای

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

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

خاک یکي 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 طبیعي روبه فزوني است. در این میان آجر به عنوان پرکاربردترین مصالح ساختماني که بیشترین مصرف خاک را دارد.

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

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

 

درصد زیادی از سازندگان منازل، آجر را به دیگر مصالح ترجیح مي‌دهند. مضاف بر اینکه به کارگیری آجر به عنوان مصالح پوششي دیوارهای داخلي، ایده هوشمندانه‌ای است. زیرا هم باعث افزایش ارزش افزوده بنا مي‌شود و هم نیاز به تعمیرات را کاهش مي‌دهد( فاضلي و آدمي، 3135).

امروزه به کارگیری آجر، حتي در نماها و محوطه سازی‌ها کاربرد فراواني
دارد. تنوع و پراکندگي یکي از خصوصیات اصلي آجر مي‌باشد.

 آثار مخرب استفاده از آجر

مقاله بررسی استفاده از پوکه پوزولان کانیار در آجر

استفاده از آجر علاوه بر مزایایي که دارد تهدیدها و آثار مخرب زیست محیطي زیادی را نیز در پي دارد. در این مورد مي‌توان 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 جغرافیایي، شهرهای بزرگ و کوچک و میدان‌های فعالیت واحدهای تولیدکننده آجر بر جای گذاشته است.(رهنمایي، 3163)
  • بهره برداری ماده اولیه تولید آجر یعني خاک رس موجب تغییرات در توپوگرافي زمین و جابجایي خاک و آب به طور غیر اصولي مي‌شود.
  • همچنین تخریب زیستگاه‌های طبیعي، زمین‌های کشاورزی،
  • انتشار گرد و غبار،
  • آلودگي هوا
  • آلودگي صوتي،
  • اختلال در اکوسیستم،
  • از بین رفتن منظر،کاهش رشد گیاهان،
  • افزایش میزان استخراج مواد وابسته به صنعت آجرپزی و مشکلات زیست محیطي 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
  • آلودگي آب و خاک بیماری سیلیکوزیس. همچنین آلودگي‌های فراوان ناشي از آجرهایي که حاوی سیمان و کلینکر هستند به خصوص در آجرهای بتوني و آجر جوش از آثار نامطلوب آجر مي‌باشد.

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 آلودگي‌های زیست محیطي ناشي از ساخت آجر.

در این روش به دلیل حذف کوره بسیاری از آلودگي‌ها 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 سیلیسي یا سیلیسي آلومیناتي که به خودی خود ارزش چسبندگي ندارد. اما به شکل ذرات بسیار ریز و در مجاورت رطوبت با درجات حرارت معمولي با هیدروکسید کلسیم واکنش شیمیایي داشته. پوزولان ترکیباتي را به وجود مي آورد که خاصیت سیماني و چسبندگي
دارد. ( ASTM-C618 )

چرا پومیس پوزولان سبکدانه کانیار ( سبلان اردبیل )

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

بنابراین استفاده از مواد پوزولاني به صورت طبیعي و مصنوعي در سیمان نه تنها باعث کاهش آلودگي محیط زیست مي‌گردد بلکه بهای تمام شده ساخت را نیز کاهش مي‌دهد. مهمتر اینکه موجب دوام نمونه در محیط های مخرب مي‌گردد. (مقصودی و مقدم، 3136)

همچنین پوزولان‌ها در برابر حمله سولفات‌ها و بعضي دیگر از عوامل
مخرب مقاومت خوبي از خود نشان مي‌دهند. (ثمین، 3131)

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

بلوک ساختماني با ماسه و شن وزني در حدود 33 کیلوگرم دارد. در حالي که مخلوط پوکه معدنی با ماسه و شن، وزن آن را به 31 کیلوگرم کاهش مي‌دهد.

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

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

از این رو یکي از راهکار‌های کاهش مصرف سیمان، جایگزین کردن بخشي از آن با مواد افزودني است. این مواد معمولا ارزان قیمت و در دسترس باید باشند. مانند پوزولانهای طبیعي است.

به دلیل منابع فراوان پوزولان‌ها در کشور و صرف انرژی کمتر غالبًا مواد پوزولاني از سیمان پرتلندی که جایگزین آن مي‌شوند 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 مي‌کند. گل قرمز به دلیل PH بالا، حجم تولید زیاد، خواص سمي و هزینه‌های نگهداری در سدهای باطله عاری از مشکلات زیست محیطي نیست.

لذا برای کاهش خطرات زیست محیطي گل قرمز به دلیل دارا بودن مقادیر بالای اکسیدهای آهن و سدیم اکسید مي‌توان در مصالح ساختماني 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 آلایندگي‌ها 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:

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

 

ضرورت استفاده ازپسماند گل قرمز

  • حجم تولید بالا
  •  تکنولوژی ساده برای ساخت آجر
  • حذف آلاینده‌های گل قرمز
  • صرفه جویي در منابع طبیعي
  • 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 هوازدگي بالا

 


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

نتایج برخی از آزمایشات بررسي 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    آزمايش صورت گرفته      ASTM         نتيجه           تجهيزات


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 ميزان مواد آلي موجود در گل قرمز نبايد بيشتر از 16 باشد. ميزان آن در نمونه گل قرمز آزمایش شده 12.3 مي‌باشد که قابل قبول است.

طبق استاندارد ASTM حداکثر ميزان مواد آلي موجود در مواد پوزولانيک نبايد بيشتر از 10 باشد. ميزان آن در پودر پوزولان 2.5 مي‌باشد که قابل قبول است.


نتايج اندازه گیری آزمايش تعيين درصد عبوري از الک 45 ميکرون

نتایج آزمایش پامیس کانیار

حداکثر ميزان باقي مانده روي الک 40 ميکرون پس از عبور دادن از اين الک بر اساس استاندارد ASTM باید 34 درصد باشد. ميزان بر اساس آزمايش انجام شده در پودر پوزولان 20 درصد بود. که اين ميزان پايين
تر از استاندارد بوده و قابل قبول مي‌باشد.

نتایج اندازه گیری آزمایش تعیین درصد رطوبت

در اين مرحله رطوبت هر يک از مصالح به کاربرده در ساخت آجر به صورت جداگانه گرفته شد.  هم رطوبت
هر 16 نمونه ساخته شده به صورت ترکيبي گرفته شد.

درصد رطوبت گل قرمز: 2.4
درصد رطوبت پوزولان : 1.5


جدول نتايج حاصل از بارگذاري نمونه هاي 7 روزه

جدول آنالیز

طبق استاندارد، اين شاخص نبايد کمتر از 75 درصد باشد. بر اساس نتايج بدست آمده اين شاخص بيش از 75 درصد مي‌باشد. بنابراين اين قاعده برقرار مي‌باشد.