رویکردی نوین در ساخت و ساز پایدار: استفاده از پسماندهای فرآوری شده تراورتن به عنوان جایگزین بخشی از سیمان در بتن سازگار با محیط زیست

صنعت ساخت و ساز با چالش‌های زیست محیطی قابل توجهی روبرو است، با تولید سیمان به عنوان یک منبع اصلی انتشار co₂، در حالی که صنعت سنگ نیز حجم قابل توجهی ضایعات، به ویژه لجن تراورتن، تولید می‌کند که مشکلات دفع و خطرات زیست محیطی ایجاد می‌نماید. این پژوهش به بررسی پتانسیل پسماندهای فرآوری شده تراورتن (rtwm) به عنوان جایگزین بخشی از سیمان در تولید بتن می‌پردازد، با تهیه مخلوط‌های مختلف بتن با جایگزینی rtwm به میزان صفر تا 50% وزن سیمان و ارزیابی خواص مکانیکی و دوام آن‌ها از طریق آزمایش‌های جامع در سنین 7، 28 و 90 روز. نتایج نشان می‌دهد که rtwm می‌تواند تا 40% سیمان را بدون کاهش قابل توجه مقاومت جایگزین کند، با عملکرد بهینه در محدوده جایگزینی 35-40%، که به دلیل اثرات فیزیکی پرکنندگی، بهبود بسته‌بندی ذرات و واکنش‌های شیمیایی محدود rtwm در ماتریس سیمانی است. نفوذپذیری آب با افزایش محتوای rtwm به طور مداوم کاهش یافت که نشان‌دهنده بهبود دوام است، و تحلیل آماری این یافته‌ها را تایید کرد و مدل‌های رگرسیون ابزارهای قابل اعتمادی برای پیش‌بینی مقاومت ارائه دادند. ارزیابی زیست محیطی نشان داد که استفاده بهینه از rtwm می‌تواند انتشار co₂ را تا 32% و مصرف انرژی را حدود 25% در تولید بتن کاهش دهد، در حالی که ویژگی‌های عملکردی کلیدی را حفظ یا بهبود می‌بخشد.

innovative approach to sustainable construction: utilization of refined travertine processing by-products as partial cement replacement in eco-friendly concrete

the construction industry faces significant environmental challenges, with cement production being a major contributor to global co₂ emissions, while the stone processing industry generates substantial waste material, particularly travertine sludge, creating disposal problems and environmental hazards. this research investigates the potential of refined travertine waste material (rtwm) as a partial cement replacement in concrete production, with various mixtures prepared using 0% to 50% rtwm replacing cement by mass, and evaluating their mechanical properties and durability characteristics through comprehensive testing at 7, 28, and 90 days. results demonstrate that rtwm can effectively replace up to 40% of cement without significant strength loss, with optimal performance observed in the 35-40% substitution range, attributed to physical filling effects, improved particle packing, and limited chemical interactions within the cementitious matrix. water permeability decreased consistently with increasing rtwm content, indicating enhanced durability, and statistical analysis confirmed these findings with regression models providing reliable strength prediction tools. environmental assessment revealed that optimal rtwm incorporation could reduce co₂ emissions by up to 32% and energy consumption by approximately 25% in concrete production while maintaining or improving key performance characteristics.