رماد قشر الأرز يثبت قدرته على إنتاج الخرسانة المستدامة

اكتشف باحثون من عشر جامعات، بما في ذلك الجامعة الأمريكية في رأس الخيمة، استخدام رماد قشر الأرز (RHA) كبديل جزئي للأسمنت لإنشاء خرسانة مستدامة. هذه الدراسة هي جزء من الجهود المستمرة لإيجاد بدائل للأسمنت التقليدي في البناء.

أما المرحلة الثانية من هذا البحث، والتي أجريت في الجامعة الأمريكية في رأس الخيمة، فقد بحثت تأثيرات حمض RHA كبديل جزئي للأسمنت في الخرسانة. استبدلت الدراسة الأسمنت بحمض RHA بنسب 5% و10% و15% بالوزن. وقاموا بتقييم خصائص القوة والمتانة لهذه الخلطات الخرسانية في أعمار مختلفة في كل من الحالات الطازجة والمتصلبة.

يحتوي RHA، الغني بالسيليكا، على كيمياء مناسبة لاستخدامه كمادة تكميلية في الخرسانة. يتفاعل كيميائياً مع هيدرات الأسمنت، وبشكل رئيسي هيدروكسيد الكالسيوم، مكوناً منتجات ثانوية تعزز قوة وثبات الخليط الخرساني.

استخدمت الدراسة تقنيات التعلم الآلي (ML) لتطوير نماذج تنبؤية لقوة الضغط للخرسانة RHA. توفر هذه النماذج بديلاً فعالاً للطرق التقليدية، والتي غالباً ما تكون مكلفة وتستغرق وقتاً طويلاً. يتم استخدام أساليب تعلم الآلة بشكل متزايد في علم المواد لإنشاء نماذج تنبؤية فعالة تتضمن العلاقات بين عوامل الاستجابة والمدخلات.

أظهرت نتائج الاختبار أن استخدام RHA كبديل جزئي للأسمنت يحسن قوة الضغط في وقت متأخر من العمر، ومقاومة التآكل، وخصائص حاجز الرطوبة للخرسانة. بالإضافة إلى ذلك، تم تحسين أحد مؤشرات المتانة الرئيسية - الانكماش المنخفض للجفاف - بشكل كبير من خلال دمج RHA.

التعاون العالمي

شارك في المرحلة الأولى من هذه الدراسة باحثون من جامعة نجران (المملكة العربية السعودية)، وجامعة الهندسة والتكنولوجيا (باكستان)، وجامعة ماكروفيو إنتربرايز (أستراليا)، وجامعة الأمير سطام بن عبد العزيز (المملكة العربية السعودية)، وجامعة الخليج للعلوم والتكنولوجيا (الكويت). )، جامعة سيليزيا للتكنولوجيا (بولندا)، جامعة بودابست للتكنولوجيا والاقتصاد (المجر)، جامعة لوليا للتكنولوجيا (السويد)، وجامعة موناش (ماليزيا).

وأشاد البروفيسور ستيفن ويلهايت، نائب الرئيس الأول للشؤون الأكاديمية في الجامعة الأمريكية في رأس الخيمة، بالفريق البحثي: "نشيد بالفريق البحثي الذي ساهم في هذه الدراسة، وهي جزء من المحاولات العالمية المستمرة التي يقوم بها مختلف الباحثين لإيجاد بدائل المواد الضارة بالبيئة". وأضاف: "نحن واثقون من أن الأبحاث حول استخدام رماد قشر الأرز كبديل للأسمنت ستستمر ومن المرجح أن تعزز الاستدامة في قطاع البناء".

جهود الاستدامة

وسلطت البروفيسور روز الدين نصار من قسم الهندسة المدنية والبنية التحتية في الجامعة الأمريكية في رأس الخيمة الضوء على أهمية تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون: "في الوقت الذي يكافح فيه العالم لتقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون لإنقاذ الكوكب، ومن واجب الجميع المساهمة في هذا الجهد". وأوضح أن أبحاثهم تدعم استخدام RHA كبديل جزئي للأسمنت في صناعة الخرسانة.

تشير النتائج إلى أن استخدام RHA في الخرسانة يمكن أن ينتج خلطات اقتصادية ومتينة وصديقة للبيئة. ويمثل هذا خطوة مهمة نحو ممارسات البناء المستدامة.

يوفر هذا البحث إرشادات قيمة للبنائين والباحثين حول تقدير قوة الضغط للخرسانة RHA. يمكن أن يؤدي الاستخدام الناجح لـ RHA إلى ممارسات بناء أكثر استدامة على مستوى العالم.

With inputs from WAM