رماد قش الأرز في الخرسانة: الاستخدامات ، إيجابيات وسلبيات وتأثيره على خصائص الخرسانة

الخرسانة هي أهم عنصر في أي بناء. وأكثر المواد المستخدمة على نطاق واسع في صناعة البناء. يعتمد اختيار الخرسانة على عوامل مختلفة مثل البيئة واستهلاك الطاقة والميزانية والجوانب الفنية. ومن هنا، اتجهت تكنولوجيا الخرسانة نحو تطوير مواد بناء بديلة يمكنها تلبية هذه الجوانب ومتاحة محليًا لتقليل تكلفة البناء. يتم استخدام العديد من المواد لهذه الأغراض مثل خبث أفران الصهر المحبب (GGBS)، ورماد قشر / قش الأرز (RHA)، وغبار السيليكا، والرماد المتطاير، وما إلى ذلك، يتم تصنيف جميع هذه المواد على أنها مضافات بوزولانية أو مواد مضافة معدنية. تُعرف أيضًا باسم مواد أسمنتية تكميلية.


هنا، سنناقش رماد قش الأرز، وإجراءات التصنيع، والخصائص، والمزايا والعيوب ، والاستخدامات والتأثيرات على خصائص الخرسانة وما إلى ذلك.

رماد قش الأرز في الخرسانة: الاستخدامات ، إيجابيات وسلبيات وتأثيره على خصائص الخرسانة


RHA - رماد قش الأرز


رماد قشر الأرز هو منتج ثانوي للزراعة ويتم إنتاجه في مطاحن الأرز. قشر الأرز (قش الأرز) هو غطاء بذور أو حبات الأرز. يحمي هذا الغلاف البذور أو الحبوب خلال موسم النمو. يتحول القشر إلى مواد صلبة، بما في ذلك الأوبالين السيليكا واللجنين.

عند حرق قش الأرز بشكل صحيح، يحتوي على كميات عالية من السيليكا (SiO2). ومن ثم يمكن استخدامه كمادة أسمنتية تكميلية مع الأسمنت لصنع منتجات الخرسانة.

عندما يتم ضرب الأرز، يكون ٨٠٪ من الوزن من الأرز و ٢٠٪ من الوزن المتحصل عليه عبارة عن قشر أو قش. يمكن أيضًا استخدام هذه القشرة كوقود للبخار أو لتوليد الطاقة ولأغراض أخرى.



وفقًا لـ "بحث" (نُشر في أبحاث المواد)، ينتج العالم حوالي ٦٤٩.٧٠ مليون طن من الأرز سنويًا. لكل ١٠٠٠ كجم (١طن) من الأرز المطحون، يتم إنتاج حوالي ٢٠٠ كجم (٢٠٪) من قشر الأرز، وعندما يتم حرق هذه القشرة في الغلايات، يتم إنتاج حوالي ٤٠ كجم (٢٠٪) من رماد قشر الأرز. تصنع RHA (رماد قش الأرز) مادة pozzolonic (بوزولانية) رائعة لأنها لها نفس خصائص غبار السيليكا أو السيليكا الدقيقة. وبالتالي، هناك إمكانية كبيرة لاستخدام RHA كمزيج من الخرسانة.


خطوات التصنيع لرماد قشر الأرز


تحتوي قشرة الأرز على حوالي ٧٥٪ من المواد العضوية المتقلبة. يتم تحويل الـ ٢٥٪ الأخرى من وزن هذه القشرة إلى رماد أثناء عملية الحرق. يُعرف هذا الرماد باسم رماد قشر الأرز (RHA). ومن المعروف أيضا باسم رماد قش الأرز.


وفقًا لـ "Fapohunda et al" (نُشر في المجلة الدولية لبيئة البناء المستدامة)، يمكن الحصول على أعلى نسبة سيليكا غير متبلورة عن طريق حرق قشر الأرز عند درجة حرارة ٥٠٠-٧٠٠ درجة مئوية.


رماد قش الأرز عبارة عن بوزولانا نشط وله العديد من التطبيقات في صناعة الأسمنت والخرسانة. يعد استخدام RHA أقل تكلفة لأنه يقلل من متطلبات الأسمنت، وبالتالي يقلل من تكلفة الإنتاج الإجمالية للخرسانة. يؤدي تقليل الحاجة إلى الأسمنت إلى تقليل التلوث البيئي من قبل مصانع الأسمنت ويوفر فوائد اقتصادية وبيئية، إلى جانب توفير طريقة نفعية للتخلص من منتج النفايات الزراعية هذا والذي ليس له استخدامات بديلة.



مزايا رماد قش الأرز


  • يوفر رماد قشر الأرز قوة ضغط جيدة للخرسانة.
  • يساعد في الحد من التلوث البيئي.
  • نسبة السيليكا العالية تجعله مادة أسمنتية تكميلية جيدة أو إضافة بوزولانية.
  • كثافة الخرسانة المحتوية على رماد قشر الأرز مماثلة للخرسانة ذات الوزن الطبيعي. وبالتالي، يمكن استخدامها أيضًا للأغراض العامة أيضًا.
  • توفر البنية المجهرية غير المنفذة لخرسانة قشر الأرز مقاومة أفضل لهجوم الكبريتات، ودخول الكلوريد، والكربنة وما إلى ذلك.
  • تتمتع خرسانة قش الأرز بخاصية انكماش جيدة وتزيد من متانة الخرسانة.


عيوب رماد قشر الأرز


من خلال استخدام رماد قشر الأرز، تصبح الخرسانة بشكل تدريجي غير قابلة للتطبيق (تقل التشغيلية). ومن ثم يجب استخدام المواد المضافة أو المضافات التي تقلل الماء للحصول على الخرسانة القابلة للتطبيق بسهولة أثناء صب ودمك الخرسانة.


استخدامات رماد قشر الأرز


الاستخدامات الرئيسية لرماد قشر الأرز هي كما يلي:


  • يستخدم رماد قشر الأرز في صناعة الخرسانة عالية الأداء.
  • كما يستخدم رماد قش الأرز كعازل.


يستخدم رماد قشر الأرز أيضًا في:


  • في تزجيج السيراميك
  • في ألواح الأسقف
  • في المواد الكيميائية المانعة لتسرب المياه
  • في ماصات الانسكاب الزيتي
  • في الدهانات المتخصصة
  • في مثبطات اللهب
  • في المبيدات الحشرية والأسمدة الحيوية، إلخ.


في الخرسانة الخضراء: الخرسانة الخضراء صديقة للبيئة وتحافظ على البيئة من خلال استخدام المنتجات الثانوية كمكونات لها. يتم إنتاج هذه المنتجات الثانوية من الصناعات بأشكال مختلفة مثل الرماد المتطاير ورماد قشر الأرز والسيليكا الدقيقة و GGBS وما إلى ذلك. إن إنتاج الخرسانة الخضراء سهل للغاية وغير مكلف لأنه يستخدم منتجات النفايات مباشرة كبديل جزئي للأسمنت أو الركام. علاوة على ذلك، تعطي الخرسانة الخضراء الهيكل الموفر للموارد، وقوة ومتانة أكبر من الخرسانة العادية.


اقرأ أيضا:

طوب الرماد المتطاير - المزايا والعيوب والتطبيقاتما هي الخرسانة الخضراء؟ المميزات والعيوبخرسانة غبار السيليكا (الميكروسيليكا) مميزات وخصائص واستخداماتكيف تؤثر إضافة البوزولان الطبيعي على خصائص الخرسانة؟


الخصائص الكيميائية والفيزيائية لرماد قشر الأرز (RHA)


وفقًا لـ "Siddika، Ayesha & Mamun، Md & Ali، Md." (نُشر في Innovative Infrastructure Solutions) ، فإن الخواص الكيميائية لرماد قشر الأرز هي كما يلي:


الخواص الكيميائية:


SiO2: 78-86

Al2O3: 1–2.0

Fe2O3: 16–1.85

CaO: 55–4.81

MgO: 35–4.5

SO3: 24–1.18

Na2O: 1–1.14

K2O: 54–3.68

فقدان الاشتعال: 4–8.55


الخصائص الفيزيائية:


تختلف الخصائص الفيزيائية لرماد قشر الأرز تبعًا لدرجة حرارة حرق وطحن قشر الأرز.


  • اللون: رمادي
  • الوزن النوعي: 2.53
  • مساحة السطح المحددة: 40-100 م 2 / جم
  • الكثافة الظاهرية: 200-300 كجم / م 3


تأثير رماد قشر الأرز على خواص الخرسانة


١. زمن شك الخرسانة


أجرى "Namrata Verma et al." (نُشر في المجلة الدولية للبحوث الهندسية والتكنولوجيا (IJERT)) تجربة للتحقق من سلوك الخرسانة المحتوية على RHA لزمن الشك الأولي والنهائي. وخلصوا إلى أن زمن الشك الأولي (الابتدائي) للخرسانة RHA يزداد وأن زمن الشك النهائي يتناقص مع زيادة محتوى RHA. قد يكون هذا السلوك بسبب انخفاض معدل الإماهة في العجينة المحتوية على RHA.


اقرأ:

الملدنات والملدنات الفائقة (مضافات خرسانية) - الأنواع والمزايا والعيوب والاستخدامات
زمن الشك الابتدائي والنهائي للأسمنت في الخرسانة | ما الفرق بين الشك والتصلب؟


٢. قابلية التشغيل


وفقًا لـ "Mehta P.K." (نُشر في وقائع الندوة الدولية CANMET / ACI حول التقدم في تكنولوجيا الخرسانة) ، كلما ارتفعت النسبة المئوية لاستبدال الأسمنت بـ RHA رماد قش الأرز، كلما انخفضت قابلية تشغيل خلطة الخرسانة الطازجة. ومع ذلك، يمكن تحسين قابلية تشغيل الخرسانة باستخدام مخفضات المياه أو الملدنات الفائقة.


٣. القوة


تعمل الخرسانة من رماد قشر الأرز على تحسين قوة الضغط للخرسانة. أجرى "سيد مهدي عباس وآخرون" (نُشر في المجلة الدولية للبحوث العلمية والهندسية) اختبارات لاكتشاف نسبة الاستبدال المثالية من RHA عن الأسمنت البورتلاندي العادي لتحقيق أقصى قوة ضغط للخرسانة. قاموا بصب المكعبات الخرسانية باستبدال الأسمنت برماد قش الأرز بنسبة ٥٪ و ١٠٪ و ١٥٪ وخلصوا إلى أن الخرسانة المحتوية على ١٠٪ من رماد قشر الأرز مستبدلة من الأسمنت أظهرت أقصى مقاومة للضغط. إنه بسبب السيليكا غير المتبلورة وحجم الجسيمات الدقيقة لرماد قشر الأرز.



٤. النفاذية والاستقرار الكيميائي


تعتبر مقاومة اختراق الكلوريدات والمواد الكيميائية الأخرى العامل الأكثر أهمية الذي يحدد متانة الخرسانة. إضافة رماد قشر الأرز في الخرسانة يضفي التأثير البوزولاني. يقلل من كمية كبيرة من هيدروكسيد الكالسيوم ويصنع هلام C-S-H إضافي. ومن ثم فهو يحسن المصفوفة الخرسانية، مما يجعلها كثيفة مما يؤدي إلى انخفاض نفاذية الخرسانة ومقاومة عالية لاختراق الكلوريدات والمواد الكيميائية الأخرى.


كيفية استخدام رماد قشر الأرز؟


هناك طريقتان لاستخدام رماد قش الأرز في الخرسانة.


  • يمكن مزج رماد قشر الأرز مع الأسمنت البورتلاندي العادي.
  • ويمكن استبدال الأسمنت البورتلاندي العادي برماد قشر الأرز بنسبة محددة.


كشفت التحقيقات التجريبية المختلفة أن دمج رماد قشر الأرز كبديل جزئي للأسمنت يحسن مقاومة الانضغاط للخرسانة. تتراوح نسبة استبدال رماد قشر الأرز من ٥٪ إلى ٣٠٪ بوزن الأسمنت.



كلمة ختامية:


يؤدي استخدام المنتجات الثانوية مثل رماد قشر الأرز في الخرسانة إلى تحسين جودة الخرسانة وتقليل التلوث وكذلك تكلفة البناء. ثبت أنها طريقة صديقة للبيئة للتخلص من كميات كبيرة من النفايات التي من شأنها أن تلوث الأرض والهواء والماء. يمكن إضافته مع الأسمنت 5-30٪ وزناً لزيادة قوة الخرسانة. وبالتالي، فهو منتج صديق للبيئة ويوفر التكلفة أيضًا.

مهندس محمد

مهندس مهتم بعلوم الهندسة المختلفة وخاصة علم البناء والتشييد ونشر الوعي الهندسي. https://m.facebook.com/zahymar

يسعدنا أن نسمع منكم.

إرسال تعليق (0)
أحدث أقدم