Table of Contents
האתגר הגדול של פסולת Concrete
Concrete הוא החומר הנפוץ ביותר מעשה ידי אדם על פני כדור הארץ, ואת הייצור שלה חשבונות עבור כ 8% של פליטות CO2 גלובליים.הבנייה וההריסה (C&D) המגזר מייצר כמויות עצומות של פסולת קונקרטית בכל שנה - בארצות הברית לבדה, מעל 600 מיליון טון של C & דיבריות מיוצרות מדי שנה, עם חומר קונקרטי בעל ערך עצום של התייעלות ברחבי העולם, צריכת לחץ סביבתית, אך עדיין לא רק כדי להפחית את צריכת גזי החממה.
שיפור הקיימות של ניהול פסולת קונקרטי כבר לא אופציונלי; זה דרישה בסיסית עבור עמידה מטרות אפס נטו ושימור משאבי טבע. גישה מעגלית - שבו בטון נשמר לשימוש במשך כל עוד אפשרי, ולאחר מכן ממוחזר או repurpose בסוף החיים - מול הדרך המבטיחה ביותר קדימה. מאמר זה חוקר את הטכניקות, טכנולוגיות, מדיניות, שיטות, אשר יכול להפוך פסולת קונקרטית מאחריות למשאב, תוך צמצום של תעשיית העקביות הסביבתית.
Recycling Concrete Waste: The Foundation of Sustainability
מחזור פסולת בטון לתוך חומרי בנייה חדשים נשאר האסטרטגיה המואומץת והאפקטיבית ביותר.התהליך הוא פשוט: בטון פסולת נאסף, מרוסק, ומוגדר לייצר מצטבר בטון ממוחזר (RCA) RCA יכול להחליף אגרגציות טבעיות ביישומים רבים, באופן משמעותי להפחית את הביקוש ל quarrying והורדת פליטות תחבורה.
סוגים של Recycled Concrete Aggregate
לא כל RCA הוא אותו איכות תלוי שיטת עיבוד וחומר המקור:
- (ב) [17] ,0) מהריסות פסולת 1:1 לעתים קרובות מכיל contaminants כגון עץ, פלדה וצוענים, הדורשים מיון קפדני ושטיפה.
- (ב) [ה]:0] מ-RCA מ-FLT:1 (החומרון השבר שלא הונח) הוא בדרך כלל נקי יותר, והוא יכול להיות מעובד להגדרה גבוהה יותר.
- (ב) ,0)RCA מ-Precast Plant גרדמנטל 1 מציע את העקביות הגבוהה ביותר, מה שהופך אותו מתאים בטון מבני לאחר בדיקה נכונה.
מתקני מחזור מודרניים מעסיקים שלבים רבים של ריסוק, מפרידים מגנטיים עבור חיזוק פלדה, ומתאים אוויר כדי להסיר contaminants קל משקל.התוצאה היא מצטברת כי עומד בסטנדרטים כגון ASTM C33 או EN 12620 עבור מקרים ספציפיים לשימוש.מחקר מראה כי החלפת עד 30% של מצטבר טבעי coarse עם איכות גבוהה RCA יש השפעה מינימלית על כוח עמידות ועמידה בתערובת קונקרטית עבור יישומים לא פשוטים.
אתר אינטרנט vs. Centralized Recycling
ההחלטה בין חסימה ניידת באתר ההריסה מול העברת חומר למפעל מרכזי תלויה בנפח, במיקום ובתקנות מקומיות. על מחזורי תשלומים מונעים פליטות תחבורה ודמי מקרקעין אך דורשת חלל וציוד הולם.צמחים מרכזיים להשיג איכות עיבוד גבוהה יותר ויכולים להתמודד עם כרכים גדולים יותר. קבלנים רבים קדימה עכשיו כוללים על מחץ כחלק מעבודות ההריסה סטנדרטיות שלהם, במיוחד עבור פרויקטים גדולים.
טכניקות חדשניות
בעוד ריסוק והקרנה עובדים היטב עבור יישומים רבים, טכניקות מתקדמות מתעוררות לייצר באיכות גבוהה יותר RCA ואפילו לשחזר פס מלט לשימוש חוזר - צעד קריטי לקראת מערכת סגורה אמיתית.
Cry Cogenicrushing
חנקן Cryogenic משתמש בחנקן נוזלי כדי לקרר בטמפרטורות נמוכות מאוד, מה שהופך אותו לפענוח. זה brittlement מאפשר לחומר להיות שבור עם פחות אנרגיה, לייצר קנסות עם תוכן מלט גבוה יותר שניתן להשתמש בו מחדש כחומר מלט מבוזר משלים (SCM) התהליך גם משפר את הפרדת הדבקה של מדבקת מלט קשיחה, מניבה מצטברות אנרגיה, למרות שגורם מבעוט, שבו יש צורך ביישומים מרוקפים מקסימליים להחלמה.
טיפול תרמי ומיקרוורינג
הפחתת בטון ממוחזר לטמפרטורות של 300-600 מעלות צלזיוס מדלפק את המשטח הבטון, מחליש את האג"ח שלה למגבלה.טיפול מכני בלתי צפוי יכול להפריד את שני הרכיבים ביעילות רבה יותר.מהתחממות מחוספסת מיקרוגל מציעה אלטרנטיבה יעילה יותר אנרגיה, כמו מיקרוגלים באופן סלקטיבי חום שלב מלט תוך השארת קריר יחסית.
טכנולוגיות מתקדמות וחיישנים מבוססות
צמחים מחזור מודרני יותר להסתמך על מערכות מיון מבוססות חיישן המשתמשות ליד- infrared (NIR) spectroscopy, הדמיה היפר-ספקטרום, או X-ray פלואורנסנס כדי לזהות ולפריד סוגים קונקרטיים שונים ו contaminants. המערכות האלה יכולות להבחין בין בטון פשוט, מחזק בטון, וחומרים כמו masonry או asphalt, להבטיח שכל זרם הולך למקסימום של מערכות ליר יכול גם למדוד את גודל החלקיק.
אספקת כימיקלים של Cement Paste
אולי הגישה החד-צדדית ביותר היא המיחזור הכימי של השבריר המבליט. החוקרים פיתחו שיטות להמיס מלט מיובש בחומצה או להשתמש בתהליכי פחמן כדי להדוף פחמן סידן, אשר ניתן להשתמש בו כחומר גלם עבור מלט חדש, בעוד שעדיין במידה רבה בשלב הפיילוט, טכנולוגיה זו יכולה בסופו של דבר לאפשר לתעשיית הבטא להשיג מעגליות אמיתית, לשחזר הן את הצטברות והן לקשור דוגמה בולטת ל- 1FD.
המונחים: over the Basics
מצטבר בטון ממחזור הוכח ערך בטווח רחב של יישומים.הבנת השימושים האלה ואת דרישות הביצועים שלהם הוא מפתח כדי למקסם את ההתאוששות וצמצום הפסולת.
בסיס כביש ופמבלנד
השימוש הנפוץ ביותר עבור RCA הוא בסיס או חומר תת בסיס עבור כבישים, מגרשי חניה ומערכות סללה מעובד כראוי RCA מספק יכולת עומס מעולה, לעתים קרובות מעל זה של אגרגות בתולה עקב הצורה הזוויתית שלה תכונות שאריות מלטיביות. סוכנויות כביש רבות עכשיו לציין RCA בשכבות המדרכה, עם חיסכון מתועדות של 10-30% בהשוואה לשימוש באבן טבעית.
קידוד סטרקטידור עם תעריפים החלפה גבוהים
שימוש ב-RCA ב בטון מבני חדש דורש עיצוב שילוב זהיר.
- (ב) ⁇ מים:0) ⁇ מים: ⁇ 1 (RCA) בדרך כלל סופג יותר מים מאשר מקבץ טבעי, כך לפני נביחות או מים נוספים בתערובת הוא הכרחי.
- (ב) ⁇ :0) עבודה: ⁇ 1:1 (הצורה הזוויתית של RCA מפחיתה את הנפיחות; סופרפלסטיקנים יכולים לפצות.
- (ב) ⁇ :0) , ⁇ : 1:1 , התנגדות קפאה-תאווה והתנהגות מכווץ זקוקים לבדיקות, במיוחד באקלים קר.
פרויקטים רבים השתמשו ב קונקרטית המכילה 50% או יותר RCA לקירות, סלאבים וקרנות.הסוכנות להגנת הסביבה של ארה"ב (EPA) מספקת הנחיות לשילוב חומרים ממוחזרים בבנייה, ומסייעת לתקני את מיטב הפרקטיקה.
יישומים גיאוטכניים
ניתן להשתמש בטון מחוספס כמו מילוי חומר, בקרה על שחיקה, או בשמירת קירות. המאפיינים של ההסתה והקומפקטיות שלה להפוך אותו מתאים לשכבות ניקוז.שימוש ב- RCA עבור backfill גם מפחית את הביקוש חול וחצץ בעבודות אדמה.
מוצרים גבוהים: בלוקים, פזרים, ו-Precast Elements
יצרנים משתמשים יותר ויותר ב- RCA בייצור בלוקים קונקרטיים, אבני ריצוף ואלמנטים precast. מוצרים אלה בדרך כלל יש דרישות מבניות נמוכות יותר ויכולים לסבול אחוז גבוה יותר של תוכן ממוחזר.חלק מהחברות השיגו 100% מצטבר ממוחזרים פריטים שאינם מבניים, סגירת הלולאה כולה.
שיטות בנייה ירוקות המונעות פסולת
הפסולת הבטונית בת הקיימא ביותר היא הבטון שמעולם לא נעשה פסולת על ידי שילוב של צמצום פסולת לתוך תהליכי עיצוב ובנייה, התעשייה יכולה לקצץ באופן דרמטי את נפח ההריסות שנוצר מלכתחילה.
עיצוב להתחדשות ולמחזוריות
אדריכלים ומהנדסים יכולים לציין מערכות קונקרטיות המיועדות לפירוק בסופו של דבר.זה כולל שימוש בחיבורים מכניים במקום או במפרקים בעלי שדה, עיצוב עם גדלים סטנדרטיים שניתן להשתמש בהם מחדש, ולתיעוד המלאי החומרי של הבניין (דרכון חומרי). מבני בטון מודולריים, כגון מוסכי חניה precast, הם מועמדים אידיאליים לשיפוץ כי הם יכולים להיות unboled ו recatated או recated מחדש.
בניית מודל מידע (BIM) עבור ניכוי פסולת
תוכנת BIM מאפשרת כמות מדויקת של לקיחת חלקיקים וגילוי התנגשות, צמצום הזמנות יתר ועבודת מחדש. חוזים יכולים לדמות רצפי בנייה כדי לזהות היכן ניתן לייצר עודף בטון ולהתאים את העיצוב בהתאם. BIM גם מקל מעקב אחר חומרים באמצעות מחזור החיים, המאפשר ניהול יעיל של עודף בסוף החיים. פרויקטים גדולים רבים עכשיו לחייב BIM עבור בזבוז.
Just-in-Time Delivery ו- On-Site Batching
הזמנת בטון בדיוק כאשר צורך - במקום ברובם - מעלה את הסיכון של חומר לא משומש חוזר למפעל. על אתרי חרושת מאגדת אתרים מאפשרים שילוב מותאם אישית של בדיוק את נפח הנדרש, עם קבוצות שמאל להיות recast לתוך בלוקים או בשימוש עבור עבודות זמניות. גישה זו יעילה במיוחד עבור פרויקטים גדולים של תשתיות כמו מנהרות וגשרים.
תוכניות ניהול פסולת בנייה (CWMPs)
תחומי שיפוט רבים דורשים כעת CWMPs עבור היתרי בנייה. תוכניות אלה קובעות כיצד פסולת תמיין, מה יהיה ממוחזר, ומה הולך לקרקע. CWMPs להגדיר מטרות סחבת שאפתניות (למשל, 90% ומעלה) ולספק תחנות מיון באתר.אימון עובדים בהפרדה נאותה הוא קריטי, כמו פסולת מזוהמת לעתים קרובות לא ניתן למחזר.
מדיניות ותמיכה רגולטורית: שינוי נהיגה בקנה מידה
ללא מדיניות תומכת, אפילו הטכניקות הטובות ביותר להיאבק כדי להשיג אימוץ נרחב של ממשלות ברחבי העולם הן תקנות המגבירות את המיחזור והענשת קרקעות.
לנדפיל בונס ו-Tipping
כמה מדינות, כמו הולנד וגרמניה, אוסרות על ייבוש פסולת בנייה מיחזור, כולל מס גבוה מקרקעין בבריטניה וחלקים של סקנדינביה להפוך את מחזור אטרקטיבי מבחינה כלכלית בארצות הברית, כמה מדינות אימצו איסורי מקרקעין עבור C& Dהריסות, והמגמה גדלה.
אישור בנייה ירוקה
LEED, BREEAM ומערכות הסמכה אחרות נקודות זיכוי לשימוש בחומרים ממוחזרים ולהסיט פסולת מקרקעות. תמריץ מבוסס שוק זה מעודד מפתחים לציין RCA וליישם שיטות הפחתה של פסולת. פרויקטים רבים אושרו השיגו יותר מ-95% דיבה פסולת באמצעות הטכניקות המתוארות במאמר זה.
מדיניות הממשלה
פרויקטים של תשתיות ציבוריות מהווים נתח גדול של צריכת קונקרטית.כאשר ממשלות מנשות תוכן ממוחזר בבנייה כבישים, בניינים ציבוריים ומדרכות, הן יוצרות שוק מובטח עבור RCA. לדוגמה, המחלקה של קליפורניה של תחבורה (Caltrans) דורש אחוז מינימלי של מצטבר ממוחזר בקורסים מסוימים בסיס מדיניות דומה באירופה סייעה להקים תעשיות מיחזור חזקות.
ריכוזי מיסים וסובסידיות
להציע זיכויים מס או סובסידיות עבור ציוד מחזור או לשימוש בחומרים ממוחזרים יכול להאיץ אימוץ.חלק מהתחומים מספקים מענקים למחקר טכנולוגיות מחזור מתקדמות, כגון עיבוד Cryogenic או פחמן של מצטברים ממוחזרים.
כדי ללמוד יותר על שיטות ושיטות הטובות ביותר ומדיניות גלובלית, מסמכים ההתייחסות של הקרן אללן מקארתור על כלכלה מעגלית בסביבה הבנויה FLT:1 מספקים מסגרת מעולה.
מגמות עתידיות: פחמן לוכד, הגשמה עצמית ו- Digital Twins
העשור הבא יראה טכנולוגיות טרנספורמטיביות שיכולות להפוך את ניהול הפסולת הבטני כמעט בר קיימא.
פחמן של Recycled Concrete Aggregates
חשיפת RCA ל- CO2 בסביבה מבוקרת מאפשרת ל-Facee מלט להחזיר פחמן, שעלולה למקם חלק משמעותי של CO2 הנפלט במהלך ייצור הבטון המקורי. Carbonated RCA גם שיפר כוח ולהפחית את ספיגה מים, מה שהופך אותו מתאים יותר לשימושים בעלי ערך גבוה.כמה חברות ממסחרות בטכנולוגיה זו, המציעות תועלת כפולה של הפחתה של פחמן והסרת פחמן.
הרתעה עצמית
בטון מבוסס Bacteria יכול לתקן סדקים באופן אוטונומי, להאריך את חיי השירות של מבנים ולהפחית את הצורך בהריסה והחלפה.
דרכון מוצר דיגיטלי ו- blockchain Tracking
תאומים דיגיטליים של חומרי בניין - שבוצעו באמצעות blockchain - יכולים לספק מידע מפורט על הרכב, המקור, ומחזור פוטנציאל. כאשר מבנה מגיע לסוף החיים, קבלנים יכולים להחזיר נתונים אלה כדי לייעל את השיקום והמחזור. שקיפות זו היא המפתח ליצירת אמון בחומרים ממוחזרים ולאפשר יישומים בעלי ערך גבוה יותר.
מודלים עסקיים מעגליים
כמה חברות עוברות ממכירה של בטון כדי להציע "לתקן כשירות", שם הן שומרות על הבעלות על החומר ולהבטיח את ההתאוששות שלו בסוף החיים.מודל זה מיישר תמריצים ומבטיח כי בטון מתוכנן מההתחלה למחזוריות.
מסקנה
שיפור הקיימות של ניהול פסולת קונקרטי דורש גישה רב-ממדית. Recycling קונקרטית לתוך אגרגנציות באיכות גבוהה נשאר הצעד המיידי המעשי ביותר, וטכניקות כמו שבץ Cryogenic, טיפול תרמי, ושיקום כימי דוחקים את הגבולות של מה אפשרי.באותו זמן, פרקטיקות בנייה ירוקה - החל עיצוב לטיהור להפחתה של פסולת BIM-en- יכול למנוע בזבוז שנוצר במקום הראשון תמיכה, כולל פתרונות רכש, כולל פתרונות מזהמים, כדי לשגשגים, כדי לייצר מגבלות בשוק, כדי לייצר פתרונות טיהור לטיהור לצמצום פסולת.
תעשיית הבנייה יש דרך ברורה קדימה. על ידי אימוץ מעגליות, השקעה בתשתיות מחזור מתקדמות, אימוץ שיטות עיצוב ובניה חכמות יותר, המגזר יכול להפוך פסולת קונקרטית מנטל סביבתי למשאב יקר.התוצאה תהיה פליטות נמוכות יותר, ירידה בניכוי משאבים, וסביבה מבוססת יותר לדורות הבאים.