بررسی تاثیر جایگزینی سنگدانه های طبیعی با سنگدانه های بازیافتی بر ردپای کربن بتن

رشد گسترده صنعت ساخت و ساز و نقش قابل توجه آن در انتشار گازهای گلخانه ای و مصرف منابع طبیعی، لزوم توسعه رویکردهای پایدار در تولید مصالح ساختمانی را ایجاد نموده است. زیرا بتن به عنوان پرمصرف ترین ماده ساختمانی، سهم عمده ای در ردپای کربن در سطح جهان دارد. کاربرد سنگدانه های بازیافتی به صورت جایگزین بخشی یا کل سنگدانه های طبیعی، به عنوان یک راهکار موثر در کاهش ردپای کربن اهمیت یافته است. در این تحقیق، تاثیر جایگزینی بخشی از سنگدانه های طبیعی بتن با سنگدانه-های بازیافتی بر اثرات زیست محیطی بتن (میزان انتشار کربن) در مرحله تولید آن مورد بررسی قرار گرفته است. طبق نتایج، افزایش نسبت آب به سیمان، ضمن کاهش مقدار سیمان، منجر به کاهش انتشار کربن گردید. به علاوه، در نسبت ثابت آب به سیمان، با افزایش سنگدانه بازیافتی انتشار کمتر کربن حاصل شد. بیشترین کاهش انتشار کربن در طرح اختلاط دارای بیشترین نسبت آب به سیمان (0.6) و بیشترین جایگزینی سنگدانه (100%) به دست آمد. این کاهش حتی به میزان کم، به دلیل حجم بالای تولید بتن می تواند تاثیر چشمگیری در کاهش کربن جهانی داشته باشد. از سوی دیگر، با افزایش درصد جایگزینی سنگدانه ریز طبیعی با سنگدانه ریز بازیافتی، سهم سیمان و سنگدانه درشت طبیعی در انتشار کربن یک مترمکعب بتن افزایش یافت؛ این نتیجه، اثر کاربرد سنگدانه ریز بازیافتی در کاهش سهم سنگدانه ریز طبیعی در انتشار کربن را تایید نمود. به طور کلی، این مطالعه نشان داد که کاربرد سنگدانه های بازیافتی ضمن طراحی مهندسی مناسب، می تواند به صورت یک راهکار قابل اتکا و زیست محیطی در تولید بتن پایدار مطرح گردد و تعادل مناسبی بین ملاحظات زیست محیطی و عملکرد فنی برقرار نماید.

effect of replacing natural aggregates with recycled aggregates on the carbon footprint of concrete

the rapid expansion of the construction industry, along with its significant role in greenhouse gas emissions and natural resources consumption, has necessitated the development of sustainable approaches in the production of construction materials. concrete, as the most widely used construction material, accounts for a substantial share of the global carbon footprint. the use of recycled aggregates as a partial or complete replacement for natural aggregates has gained importance as an effective strategy for reducing carbon emissions. in this study, the effect of replacing natural aggregates with recycled aggregates on the environmental impacts of concrete (carbon emissions) during its production stage was investigated. according to the results, increasing the water-to-cement ratio, while reducing cement content, led to a decrease in carbon emissions. furthermore, at a constant water-to-cement ratio, higher proportions of recycled aggregate resulted in lower carbon emissions. the greatest reduction in carbon emissions was observed in the mix design with the highest water-to-cement ratio (0.6) and complete aggregate replacement (100%). this reduction, even in small amounts, can have a significant impact on global carbon reduction due to the high volume of concrete production. on the other hand, increasing the replacement percentage of natural fine aggregates with recycled fine aggregates led to a higher contribution of cement and natural coarse aggregates to the carbon emissions per cubic meter of concrete; this finding confirms the role of recycled fine aggregates in reducing the contribution of natural fine aggregates to carbon emissions. overall, this study demonstrates that the use of recycled aggregates, when combined with appropriate engineering design, can serve as a reliable and environmentally sustainable approach in concrete production, achieving a balance between environmental considerations and technical performance.