چگونه سرباره فولاد به صنعت بتن و سیمان در کاهش انتشار کربن کمک می کند

سرباره فولاد به صنعت بتن و سیمان کمک می کند تا انتشار کربن خود را کاهش دهد، اما از آنجایی که صنعت فولاد نیز برای کاهش ردپای کربن خود تلاش می کند، ممکن است در آینده سرباره فولاد کمتری در دسترس باشد. محیط ساخته شده بزرگترین عامل انتشار دی اکسید کربن است. از آنجایی که صنایع فولاد، بتن و سیمان بازیگران بزرگی در صنعت ساختمان هستند، به طور مشترک و جداگانه، این بخش ها در حال کار بر روی ابتکارات بسیاری برای کاهش انتشار کربن خود هستند. یکی از پروژه‌هایی که آنها با هم روی آن کار می‌کنند شامل استفاده از سرباره فولادی در تولید سیمان و بتن است، روشی که برای کاهش انتشارات تولید سیمان و بتن ثابت شده است. در این دانشنامه خواهیم دید که چگونه سرباره فولاد به صنعت بتن و سیمان در کاهش انتشار کربن کمک می کند.

در این مثال، سرباره فولادی یا آنچه که رسماً سرباره کوره بلند دانه بندی شده زمینی نامیده می شود (GGBFS) به عنوان جایگزینی برای کلینکر استفاده می شود. Claude Loréa، مدیر سیمان، نوآوری و ESG در انجمن جهانی سیمان و بتن توضیح می دهد: “GGBFS چیزی است که ما آن را جایگزین کلینکر می نامیم.” جایگزین های کلینکر – یا مواد سیمانی مکمل (SCMs) – طیف وسیعی از مواد فرعی طبیعی و صنعتی هستند که می توانند برای جایگزینی نسبتی از کلینکر در سیمان پرتلند استفاده شوند. از آنجایی که کلینکر عنصری در سیمان است که مسئول اکثر انتشار کربن آن است، کاهش محتوای کلینکر (همچنین به عنوان فاکتور کلینکر) سیمان به کاهش اثرات زیست محیطی آن کمک می کند.
سرباره فولاد یک ماده جدید سیمان نیست

استفاده از سرباره فولاد در سیمان پدیده جدیدی نیست. لوریا می گوید: «اولین استفاده تجاری آن به بیش از ۱۵۰ سال به سال ۱۸۶۵ برمی گردد، زمانی که سیمان آهکی به صورت تجاری در آلمان تولید شد. در سال ۱۹۰۱، در سیمان پرتلند برای ساخت Eisenportlandzement با حداکثر ۳۰٪ محتوای GGBFS استفاده می شد. این امر در سال ۱۹۰۷ توسط Hochofenzement با محتوای GGBFS تا ۸۵٪ دنبال شد. از آن زمان، این ماده یک ماده سیمانی مکمل مهم در تولید سیمان با چندین مزیت کلیدی بوده است: می توان آن را به همان روشی که کلینکر حمل و نقل کرد و با نرخ جایگزینی بالاتری نسبت به سایر مواد سیمانی مکمل استفاده کرد (با به عنوان مثال، تنها محدودیت های کوچک در استفاده از آن در استانداردهای بتن اروپایی). همچنین به طور گسترده در سراسر جهان برای استفاده در تولید سیمان در دسترس است.

Loréa اضافه می کند که GGBFS تعدادی نتایج مفید در ساخت بتن دارد. بتن GGBFS گرمای هیدراتاسیون کمتری را نشان می‌دهد، خطر ترک خوردگی را کاهش می‌دهد و در مدت زمان طولانی‌تری به استحکام خود ادامه می‌دهد و در نتیجه مقاومت نهایی بالاتری دارد. علاوه بر این، GGBFS خطر آسیب ناشی از واکنش قلیایی-سیلیکا را کاهش می دهد، در حالی که مقاومت بیشتری در برابر محیط های شیمیایی تهاجمی ایجاد می کند. در نتیجه، بتن GGBFS به احتمال زیاد دوام بیشتری خواهد داشت و در طول عمر خود به نگهداری کمتری نیاز دارد – هر دو مزایای مهمی از نظر پایداری اقتصادی، اجتماعی و زیست‌محیطی ساختمان‌هایی که برای ساخت استفاده می‌شود. در کارخانه سیمان یا بتن، سرباره کوره بلند دانه بندی شده، خاکستر بادی، سنگ آهک آسیاب شده و سایر مواد را می توان اضافه کرد تا بتن هایی با انتشار CO2 کاهش یافته اما همچنان عملکرد مورد نیاز یا حتی افزایش یافته را ارائه دهند.

در دسترس بودن سرباره فولاد قرار است کاهش یابد

از آنجایی که صنعت فولاد برای کاهش انتشار خود تلاش می کند، میزان سرباره فولادی موجود در صنعت سیمان و بتن کاهش می یابد و Loréa می گوید که این صنعت در حال حاضر به دنبال جایگزین هایی است. «در دسترس بودن مواد مناسب در سرتاسر جهان در حال حاضر متفاوت است و در آینده نیز متفاوت خواهد بود، زیرا به عنوان مثال، خاکستر بادی از نیروگاه های زغال سنگ و سرباره کوره بلند دانه بندی شده زمینی از کوره های بلند صنعت فولاد به دست می آید و این صنایع نیز در حال تغییر هستند. “او می گوید. در دهه های آینده، استفاده از سنگ آهک آسیاب شده و معرفی خاک رس کلسینه شده برای جبران کاهش عرضه خاکستر بادی و سرباره کوره بلند دانه بندی شده و کاهش بیشتر نسبت بایندر کلینکر، افزایش خواهد یافت. رس های کلسینه شده به ذخایر رسی متکی هستند که از نظر جغرافیایی پراکنده هستند و به اندازه کافی فراوان هستند تا تقاضای پیش بینی شده را برآورده کنند.

داده های انجمن جهانی سیمان و بتن بیان می کند که به طور متوسط، در سطح جهانی، ضریب اتصال دهنده کلینکر در حال حاضر ۰.۶۳ است. پیش بینی می شود که تا سال ۲۰۳۰ و ۲۰۵۰ به ترتیب به ۰.۵۸ و ۰.۵۲ کاهش یابد. با این حال، در حال حاضر، سرباره فولاد به عنوان یک جزء مهم در کاهش سیمان CO2 باقی مانده است، اگرچه Loréa اشاره می کند، هنوز هم نیاز به پذیرش در میان برخی از خریداران سیمان دارد و در دسترس بودن آن محدود است. “در حالی که در دسترس بودن مواد می تواند محدودیتی در نسبت کلینکر باشد، پذیرش مشتری یک مانع فعلی در بهره برداری کامل از این اهرم در برخی از اقتصادهای توسعه یافته و در حال ظهور است. تغییرات منطقه ای و حتی کشوری نیز به دلیل وجود مواد مختلف و نیازهای بازار اجتناب ناپذیر است.

منبع: WorldSteel
برای مشاهده دانشنامه‌های بیشتر در زمینه فولاد و آهن آلات کلیک کنید