استخدام المجمّع المعاد تدويره في شركة بورد بيل للترويج للاستدامة

ويخضع البناء الحديث لضغوط متزايدة لتقليل آثاره البيئية، ومن أكثر الطرق واعدة استخدام المواد المعاد تدويرها في العناصر الهيكلية، ومن بين هذه الابتكارات، التي تتضمن تجميعاً معادلاً في شكل مجموعة من الخرسانات المضجرة، تبرز كإستراتيجية عملية ذات أثر كبير، وتُستخدم أكوام مملة كأساس عميق للهياكل الأساسية الواسعة النطاق، وتُنقل حمولات البنية التحتية إلى طبقات كربونية أو صخرة.

فهم المجموع المعاد تدويره

ويستمد التجميع المعاد تدويره من تجهيز المواد غير العضوية التي كانت تستخدم سابقا في البناء، وتشمل المصادر الأكثر شيوعا الهياكل الخرسانية الهدمة، ومصفوف الطرق، والفولط الفائض من النباتات المجهزة، وتسحق وتفحص وتنظف لإزالة الملوثات مثل الصلب المعزز، والخشب، واللدائن، وجوز الهند، وتصنف المجموعة الناتجة عن ذلك في شكل كسور وقطع حجرية جديدة يمكن أن تحل محلها.

وتتوقف نوعية التجميع المعاد تدويره اعتمادا كبيرا على المواد المصدرية وعملية التكثيف، حيث عادة ما يكون للمجموعات العالية الجودة المعاد تدويرها كثافة هيكلية أقل قليلا (2.2-2.4 غ/سم3) وامتصاص المياه المرتفع (5-10 في المائة) مقارنة بالمجمّع الطبيعي (2.6-2.7 غ/م3 و 0.5-2 في المائة من الاستيعاب في أمريكا، وتنشأ هذه الاختلافات عن عملية سداسي للأعشاب.

والفوائد البيئية فورية: فكل طن من المجموع المعاد تدويره ينقذ حوالي 1.5 طن من الموارد الطبيعية من الاستخراج ويتجنب ما يقرب من متر مكعب من الحيز المدافن، وعلاوة على ذلك، فإن البصمة الكربونية من المجموع المعاد تدويره هي عادة أقل من نسبة 40 إلى 60 في المائة من إجمالي البكر بسبب إزالة المحار، وتجهيز، وانبعاثات النقل.

استحقاقات المجموع المعاد تدويره في شركة بورد باي

الأثر البيئي

أما الميزة الأكثر وضوحا فهي الحد من النفايات، إذ أن التشييد والنفايات الهدمية تمثل نحو ثلث جميع النفايات المتولدة في الدول المتقدمة النمو، وبإعادة توجيه هذا التدفق إلى خرسانة جديدة، فإننا نخفض كثيرا العبء على مدافن القمامة ونقلل من الحاجة إلى محاجر جديدة، وفي تطبيقات الكومات المضجرة، حيث يلزم وجود كميات كبيرة من الخرسانة (في كثير من المئات من المترات المكعبة لكل مشروع)، تصبح وفورات البيئية كبيرة، إضافة إلى ذلك، إضافة إلى اعتماد مركب الكربون.

الوفورات في التكاليف

أما بالنسبة لعمليات التصفيق الكبيرة، فإن هذا التخفيض في النفقات المادية يؤدي إلى تحسين خط الأساس، كما أن العديد من الولايات القضائية تفرض ضرائب على مدافن القمامة والرسوم على التخلص من النفايات، وبالتالي فإن تحويل الحطام إلى مرافق إعادة التدوير، مما يزيد من تخفيض تكاليف المشاريع الأولية لتجهيز المواد، وإن كان ذلك في حالة عمليات التعبئة الكبيرة، فإن هذا الانخفاض في النفقات المادية يؤدي إلى تحسين خط الأساس.

الأداء الهيكلي

وقد أثبتت عقود من البحث والخبرة الميدانية أن الخرسانة التي يتم تركيبها بمجمع معاد تدويره بطريقة سليمة يمكن أن تحقق قوة ضغطية، وقوة متشددة، وطريقة من المرونة مقارنة بالخرسانة التقليدية، أما بالنسبة للكمائن المضجرة التي يتم تحميلها أساساً في الإجهاد، فإن استبدال ما يصل إلى 30 إلى 50 في المائة من مجموع المزيج الطبيعي المختلط بالمواد المعاد تدويرها لا يؤثر سلباً على القدرة على التعبئة.

شروط التصديق على الاستدامة والملاءمة

ويُسند عملاء البنية التحتية الرئيسيين إلى سياسات الشراء المستدامة، ويُستخدمون تجميعاً معادلاً في مجالات المساعدة الملموسة، في تحقيق نقاط تحت بند المواد والموارد الائتمانية في نظم التصنيف، وعلى سبيل المثال، تُنتج عن مشروع " ليد " (LMeR) الذي يُعرض على أصحاب المصلحة المُعاد تدويره (مشروع BREEAM Mattimization).

الاعتبارات التقنية المتعلقة بالخلية المولدة المكبلة مع المجموعة المعاد تدويرها

ويتطلب تصميم الخرسانة من أجل الكمائن المضجرة التي أعيد تدويرها اهتماما بالعديد من البارامترات الرئيسية، لأن الكومات تُلقى في الموقع وغالبا تحت الماء (عن طريق الترميم)، ويجب أن تظهر الخرسانة الجديدة قدرة عالية على العمل (مضخة 150 إلى 200 مم)، وقابلية التدفق الممتازة، ومقاومة الفصل، وقد يؤثر وجود التجميع المعاد تدويره على هذه الممتلكات.

التعديلات المتعلقة بالتصميمات

ونظرا لامتلاك المياه المرتفعة من المجموع المعاد تدويره، قد يلزم توفير مياه إضافية للخلط من أجل تحقيق القابلية المنشودة للعمل، غير أن إضافة المزيد من المياه دون تعويض يمكن أن تزيد نسبة استهلاك المياه وتخفض القوة، والحل النموذجي هو تطبيق أسلوب " التبريد " : تخزين المجموع المعاد تدويره في مصنع الخلط ورشه بالماء ليتماشى مع وجود خليط سطحي مشبع قبل الصبغة.

متطلبات القوة والاستمرارية

فالأكياس المولدة غالبا ما تتطلب قوة ضغطية تتراوح بين ٢٥ و ٤٠ درجة مئوية )٦٠٠-٥ ٨٠٠ ٣ بيس( ومع تصميم المزيج السليم، يمكن لإعادة تدوير الخرسانة الكلية أن تحقق هذه الأهداف بشكل مريح، كما أن انخفاض درجة مرونة الخرسانة المعاد تدويرها )أي أقل من الخرسانة التقليدية بنسبة ١٠ إلى ٢٠ في المائة( لا يثير إشكالية معظم التصميمات الأساسية العميقة لأن التجمّد الاستيطاني يحكمه سلوك التربة أكثر من الشواغل المتعلقة بالغاز.

القابلية للتشغيل والضخ

وكثيرا ما يضخ أو يوضع الخرسانة المملة عن طريق الأنابيب المتحركة، ويمكن لإعادة تدويرها مع شكل جزيئات غير نظامي ودرجة أعلى من الخلايا أن تزيد الاحتكاك الداخلي، وللإبقاء على إمكانية الضخ، يمكن للمهندسين أن يزيدوا حجم المعجنات (المخدرات + الماء) قليلا أو أن يستخدموا أجهزة البوليكاربوكبل، كما أن المحاكمات في مصنع البصليات من الأمور الأساسية للتحقق من أن المزيارات تفي بتدفقات المميتة وتتجاوزة بمتطلبات.

مراقبة الجودة والاختبار

إجراء اختبارات سريعة للمجموعات المعاد تدويرها قبل أن يكون الاستخدام حاسماً، وينبغي أن تشمل الاختبارات ما يلي:

التدرج (تحليل الحظر) لضمان الامتثال لمواصفات المشاريع
الامتصاص في المياه والجاذبية المحددة
لوس انجلوس انجلوس نبش للقسوة
الكلوريد والكبريت (التطهير من المصدر)
إمكانية تفاعل آلكالي سيليكا
محتوى الغرامات ومضخات الطين

وأثناء الإنتاج الخرساني، يُكفل الاتساق في العينات المنتظمة للخرسانة الطازجة للمساكن، والمحتوى الجوي، ودرجات الحرارة، فضلا عن معالجة واختبار الأسطوانات في 7 و 28 يوما، كما أن العديد من المتعاقدين ينتجون، بالنسبة للمؤسسات العميقة الحرجة، أكوام أو مواسير تجريبية للتحقق من الأداء الهيكلي قبل التركيب الكامل.

التحديات واستراتيجيات التخفيف

الفرق بين المجموع المعاد تدويره

ويتمثل أكبر تحد يواجهه التجميع المعاد تدويره في تفاوت النوعية من المصدر إلى المصدر، إذ ينبغي أن يقوم المتعاقدون، من مختلف الأعمار وأنواع مجموعات غلة البناء، باختلاف القوة والاستيعاب ومستويات التلوث، وذلك للتخفيف من ذلك، بما يلي:

المصدر: مجمّع فقط من محطات إعادة التدوير المصدّق عليها التي لديها نظم لإدارة الجودة (مثلاً، ISO 9001)
طلب دفعة تأهيل مسبقة لكل كومة مصدر جديدة
الحفاظ على مخزون أكبر يتم تطويعه من خلال التحول والدمج
تنفيذ مراقبة العمليات الإحصائية لرصد متوسط المحركات للممتلكات الرئيسية

التخفيض المحتمل في القوة المضغوطة

وعندما تتجاوز نسب الاستبدال 50 في المائة، تكون الخسائر في القوة المضغوطة بنسبة 10 إلى 20 في المائة شائعة، ويمكن معالجة ذلك باستخدام محتوى الأسمنت الأعلى أو بإدراج مواد إضافية مرنة، وكبديل لذلك، لا يمكن النظر في استخدام المجموع المعاد تدويره إلا في الأجزاء الأقل قوة من كومة (مثلاً، فإن أعلى عمود في كومة الاحتكاك) ولا يزال هناك نهج آخر يتمثل في استخدام مزيج من " القدرة على الاستمرار " .

دال - شواغل الدوام في البيئات المعتدية

فالأكوام المملة في البيئات البحرية، أو التربة الغنية بالكبريت، أو المناطق التي تصب فيها أملاح إزالة السوائل، معرضة للخطر بوجه خاص، وكثيرا ما تحتوي هاون الملتزم به على مجمّع مدوّن على مسامير يمكن أن تستضيف الرطوبة والأيون العدوانية.

الحد من الاستبدال إلى 20 في المائة في صفوف التعرض الشديد
استخدام نسب منخفضة في استهلاك المياه (0.40)
إضافة صمامات سيليكا (5-10 في المائة) لصقل الهيكل القطبي
تطبيق حماية الكاسيد أو المعاطف الوبوكسية على التعزيزات
زيادة عمق التغطية للتدعيم

مسائل المعالجة والتخزين

ويمكن أن تُشبع المخزونات الإجمالية المعاد تدويرها بمياه الأمطار بسبب ارتفاع درجة المسامير، مما يؤدي إلى اختلاف محتوى الرطوبة وصعوبات الإنتاج المحتملة، حيث أن تغطية المخزونات بسطح أو ترابولين، أو باستخدام مربطات خاضعة للسيطرة على درجة الحرارة، تقلل من هذه المشكلة إلى أدنى حد، ويجب في أثناء الشتاء تجنب التجميع المجمّد الذي يعاد تدويره، ويكفل التخطيط اللوجستي الجيد السماح للمجمع بالاستنزاف إلى مستوى ثابت من الرطوبة قبل استخدامها.

دراسات الحالة والتطبيقات العالمية الحقيقية

وقد نجحت عدة مشاريع رئيسية للبنية التحتية في جميع أنحاء العالم في دمج المجموع المعاد تدويره في كيس من الكومات المضجرة، حيث استخدم مشروع " سيدني مترو شمال غربي " () في أستراليا مجمعاً مكرراً في أكثر من 000 10 متر مكعب من الخرسانة من أجل أكوام الأساس، وحقق نسبة استبدال 30 في المائة في حين حقق 40 قوة ضغطية، وأفاد المتعاقد عن وفورات في التكاليف بنسبة 15 في المائة من مجموع المدفوعات.

وفي مشروع Crosrail ] في لندن، تم تجهيز واستخدام مجموعات إعادة تدويرها من المواد المستخرجة (London كلاي ومصنع الهدم) في جدران وكواميس الدايباغم الخرسانية، وقد حول المشروع أكثر من 98 في المائة من نفايات البناء من مدافن القمامة، وقد أعيد استخدام معظمها كمجموع متجدد.

وقد استخدمت أسس الجسر في ألمانيا المعاد تدويرها من الأرصفة الخرسانية المحطمة، وقام باحثون من الجامعة التقنية في ميونيخ برصد الكوابيس على مدى خمس سنوات ووجدت تطوراً طويل الأجل في القوة واستيطاناً في النطاقات المتوقعة، وأدى النجاح إلى تحديث المبادئ التوجيهية الوطنية التي تسمح بزيادة نسب الإحلال بالنسبة للخرسانة.

For further reading, the National Ready Mixed Concrete Association (NRMCA)] publishes best practice guidance on recycled aggregate, and the ]RILEM technical committees offer extensive research compilations on durability and performance. The Waste ' Action

التوقعات المستقبلية والتوجيهات البحثية

ومع انتقال صناعة البناء نحو أهداف الكربون الصافية الصفرية، لن ينمو دور التجميع المعاد تدويره إلا، وتركز البحوث الحالية على عدة حدود:

Carbonation curing] of recycled aggregate to pre-sequester CO2 in the adhered paste, improving both strength and environmental performance.
Auto-healing concrete] incorporating bacterial or polymer-based agents to repair microcracks that appear in recycled aggregate concrete.
Advanced beneficiation processes such as microwave heating and selective breaking to remove more adhered mortar and produce a higher-quality aggregate.
Digital tracking] of recycled aggregate using blockchain to ensure provenance and quality traceability from demo to foundation.
Life cycle assessment tools] integrated with BIM so engineers can immediately at the sustainability impact of choice recycled over virgin aggregates for specific pile designs.

وبالإضافة إلى ذلك، فإن مدونات ومعايير البناء تحد من تخفيف القيود تدريجياً، إذ تسمح بلدان أوروبية كثيرة الآن باستبدال ما يصل إلى 50 في المائة من إجمالي المصيد في الخرسانة الهيكلية دون إجراء اختبارات إضافية، ومن المتوقع أن يتضمن التنقيح المقبل لقانون البناء الدولي أحكاماً أكثر وضوحاً بشأن الخرسانة الإجمالية المعاد تدويرها في المؤسسات، وقد نشرت هيئات مهنية مثل المعهد الأمريكي للمحتوى ، توجيهات بشأن التصميم.

خاتمة

إن استخدام التجميع المعاد تدويره في الخرسانة المضجرة يمثل خطوة هامة نحو اقتصاد دائري في مجال التشييد، ويقلل من النفايات، ويحفظ الموارد الطبيعية، ويخفض التكاليف، ويمكن أن يلبي المتطلبات الهيكلية والمستدامة للمؤسسات العميقة عندما يكون مصمماً بشكل صحيح، وفي حين أن التحديات مثل التقلب، وخفض القوام، والقابلية للاستمرارية، فإنها يمكن إدارتها مع التجهيز الحديث، ومراقبة الجودة، وتقنيات الدمج المتزايدة في الهياكل الأساسية.