ساخت بتن‌های بازیافتی پرتوان و دوستدار محیط زیست با فناوری نانوتکنولوژی

خبرگزاری علم و فناوری آنا؛ حسین عقابی، داود بهشتی‌زاده دانشجوی دکتری تخصصی مهندسی عمران در دانشگاه آزاد اسلامی واحد تبریز موفق شد اختراع تخصصی «بتن‌های بازیافتی پرتوان و پرمقاومت با فناوری نانو دوست محیط‌زیست (بتن سبز)» را در فستیوال جهانی جایزه اختراعات و محصولات سبز دنیا در برلین آلمان (WORLD GREEN PRODUCT AWARDS ۲۰۲۴) ثبت و به مرحله نهایی و رأی‌گیری بین‌المللی برساند و در صورت حمایت و رأی‌دهندگان کشور قطعاً با امتیاز علمی بسیار بالایی که طرح دارد به جایگاه درخشانی در دنیا دست خواهد یافت.

بهشتی‌زاده  که دارای بیش از ۴۵ اختراع تخصصی ثبت‌شده داخلی و بین‌المللی است در گفت‌وگو با خبرنگار آنا اظهار کرد: در فستیوال بین‌المللی جایزه جهانی اختراعات و محصولات سبز که زیر نظر سازمان ملل برگزار می‌شود همه ساله از بین محصولاتی که دارای قابلیت‌های حفظ محیط‌زیست و انرژی‌های تجدید پذیر باشند و بتوانند در کاهش مصرف انرژی کمک کنند، طرح‌های منتخب را معرفی و جایزه بسیار ارزنده می‌دهد.

این مخترع برتر بین‌المللی افزود: طبق اعلام وب‌سایت رسمی جایزه جهانی محصولات سبز دنیا، امسال از بین ۵۴ کشور بیش از یک هزار و ۵۰۰ پروژه اختراعی درباره محصولات سبز به این فستیوال ارسال شده که فقط ۲۰ اختراع در چند رشته توانسته‌اند به مرحله نهایی و رأی‌گیری بین‌المللی راه پیدا کنند و در رشته متریال‌های جدید سبز و کاهش‌دهنده انرژی ساختمان، اختراع تخصصی «بتن‌های بازیافتی پرتوان و پرمقاومت با فناوری نانو دوست محیط‌زیست(بتن سبز)» موفق به راه‌یابی به مرحله نهایی شده است.

عضو ارشد بنیاد ملی نخبگان عنوان کرد: این نخستین‌باری است که یک پروژه ایرانی به مرحله نهایی این جایزه بزرگ رسیده و توانسته در گروه فنی و مهندسی بالاترین امتیاز را کسب کند. این اختراع بین‌المللی حدوداً سه ماه پیش در هشتمین جشنواره بین‌المللی اختراعات و ابتکارات تورنتو کانادا هم موفق به کسب مدال طلا و کاپ ویژه مسابقات شد و در کانادا به ثبت‌ رسید.

عضو رسمی فدراسیون بین‌المللی مخترعان درباره طرح دانش‌بنیان خود توضیح داد: به‌طور تقریبی هرساله ۲۶ میلیارد تن بتن در جهان تولید شده به‌طوری که به ازای هر نفر ۳.۵ تن بتن در سال تولید می‌شود. در ایران نیز رشد روزافزون ساخت‌وساز ساختمان از یک طرف و الزام به بازسازی سازه‌های فرسوده یا تخریب‌شده، باعث کاهش ذخایر معادن سنگدانه‌های طبیعی و افزایش نخاله‌های ساختمانی در آینده خواهد شد. به همین دلیل بررسی امکان بازیافت بتن از دو جنبه «حجم زیاد بتن دورریز و غیرقابل مصرف ناشی از تولید کارخانه‌های تولید بتن» و «حجم قابل توجه آوار و نخاله‌های ساختمانی اعم از بتن و مصالح ناشی از تخریب و نوسازی ساختمان‌ها و بازسازی پس از سانحه» می‌تواند مورد توجه قرار گیرد.

بهشتی‌زاده ادامه داد: نخاله‌های ساختمانی در ایران عموماً دفع و به مناطق خارج از شهر منتقل می‌شوند. دفع این نخاله‌ها یا از طریق دفن کردن آنها و یا انباشت و شکل‌گیری تپه‌های مصنوعی از نخاله‌های ساختمانی بوده؛ هر دو روش علاوه بر هزینه‌های حمل‌ونقل، باعث تغییرات زیست‌محیطی و اکوسیستم محل دفع نخاله می‌شوند که اثرات نامطلوب زیست‌محیطی را به دنبال داشته این نخاله‌ها عموماً شامل ضایعات ناشی از تخریب ساختمان‌ها و آوار باقیمانده از سوانح هستند.

وی اضافه کرد: به تازگی با توجه به رشد روزافزون سیستم‌های ساختمانی بتنی و گسترش صنعت تولید آن، دفع بتن‌های تازه‌ای که در تراک میکسر‌ها باقی می‌مانند و در پروژه‌ها استفاده نمی‌شوند نیز به یکی از معضلات مهم کارخانه‌ها تبدیل شده است.

دانشجوی دکتری تخصصی مهندسی عمران در دانشگاه آزاد اسلامی واحد تبریز گفت: پسماند‌های ساختمانی شامل چهار بخش پسماند‌های ناشی از ساخت؛ تخریب ساختمان‌ها؛ تعمیر و سوانح و بلایایی مانند زلزله، انفجار و ... و مواد زائد ساختمان‌سازی شامل مواد مازاد و مواد حاصله از پاک‌سازی و تمیزکردن محل می‌شوند. مواد حامل که به‌صورت مخلوط هستند بازمانده‌هایی بوده که برخی از اجزای آن مانند آجر و بلوک سیمانی کمیت و کیفیت مطلوبی برای بازیافت دارند.

 بهشتی‌زاده بیان کرد: معمولاً موادی نظیر آسفالت، گچ، بتن، آجر، چوب و ... در نخاله‌ها یافت می‌شوند. اجزای دیگر شامل فلزات، پلاستیک، خاک، سنگ و یا مواد مورد استفاده در ایزولاسیون نظیر قیر و مواد مشابه بوده؛ دانسیته اجزای متشکله نخاله‌های ساختمانی متفاوت است از آنجا که دانسیته کل نخاله‌های ساختمانی نسبتاً کم بودده و هزینه جابه‌جایی و دفن آن بسیار بالاست از این رو بازیافت در عمل به‌عنوان گزینه مطلوب مطرح است.

این نخبه برتر کشور افزود: با توجه به اینکه یکی از راه‌های اصلی در راستای کاهش اثرات مخرب زیست‌محیطی ناشی از دفن بتن فرسوده، استفاده مجدد از آن است؛ بنابراین موضوع بازیافت بتن ازنظر زیست‌محیطی نیز مهم و ضروری شده از بتن و مصالح تخریب‌شده می‌توان بعد از جدا کردن آلودگی‌ها و غربال کردن به‌عنوان سنگدانه استفاده کرد. این مصالح باید مانند سنگدانه در ساخت بتن جدید به کار رفته و دوباره مورد استفاده قرار گیرند. به‌عنوان نمونه می‌توان پس از خردکردن از تکه‌های بتن با اندازه کوچک در تولید بتن با مقاومت بالا و یا به‌عنوان مصالح ریزدانه در بلوکه و.. جدول و نیوجرسی و تراورس و پانل‌های دیواری کناره پل‌ها و زیرگذر‌ها و ده‌ها قطعه بتنی جدید استفاده کرد.

وی تأکید کرد: روش‌های بازیافت باید توجیه اقتصادی نیز داشته باشند که در این راه می‌توان با بازیافت اصولی، بهینه کردن فرآیند بازیافت، کاهش یارانه دولتی برای منابع اولیه و در کنار آن افزایش مالیات محل‌های دفن، انباشت و ایجاد بازار‌های با ثبات برای مواد بازیافت شده، حمایت از مطالعات و پژوهش‌های در رابطه با بازیافت، قانون سازی و افزایش راندمان ساخت به این هدف دست یافت.

بهشتی‌زاده مطرح کرد: اشتغال‌زایی، کاهش نیاز به منابع جدید، کاهش هزینه‌های مدیریتی، حفظ منابع طبیعی، صرفه‌جویی در انرژی و هزینه‌های تولید و حمل‌ونقل به محل دفن، کاهش هزینه‌های دفن، جلوگیری از پر شدن محل‌های دفن، افزایش کارکرد مصالح مصرفی، کاهش آلودگی‌های محیطی و استفاده از انرژی حاصل از مواد زائد مزایای بازیافت نخاله‌های ساختمانی هستند.

دانشجوی دکتری دانشگاه آزاد اسلامی واحد تبریز تشریح کرد: با تیم تخصصی و پژوهشگران توانسته‌ایم راه‌های جدید علمی و کم‌هزینه البته با فناوری پیشرفته نانو برای بازیافت و تولید دوباره متریال‌های ضایعاتی پیدا کنیم که به‌زودی این طرح دانش‌بنیان عظیم راه‌اندازی خواهد شد. در این پروژه اختراعی، پس از جمع‌آوری و دپو نخاله‌های ساختمانی و ضایعاتی عمرانی در چندین مرحله با روش‌های نوین اقدام به تفکیک کرده و سپس پس از مرحله دورریز ضایعات گچی و فلزی و سایر موارد غیرقابل استفاده در پروژه، در مرحله دیگر در یک فضای بسته پیشرفته شستشو که آب آن نیز بازیافت و به چرخه برمی‌گردد، مصالح شسته و تمیز و عاری از مواد مضر می‌شوند.(آب حوضچه حاوی یکسری مواد از آب آهک و یکسری مواد ابتکاری است)

وی ادامه داد: مصالح در مرحله بعدی که از مواد مضر پاک می‌شوند در مرحله بعد افزودن موادی اختراعی (ترکیب مایعی از میکروسیلیس در دوز پنج درصد، گروت پنج درصد و پودر متاکئولن و پودر پرلیت خام آورده شده از محل معدن و پخته نشده) برای بازگشت مقاومت به سنگدانه‌های استخراجی برای حصول مقاومت بالا در بتن بازیافتی در حال تولید خواهد بود. مرحله نهایی دانه‌بندی مصالح مشابه سیستم ماسه‌شویی و قابل استفاده در تولید بتن و محصولات بتنی و ساختمانی جدید خواهد بود.

نفر اول المپیاد جهانی اختراعات بیان کرد: این اختراع سال قبل در جشنواره ملی فرهیختگان دانشگاه آزاد اسلامی(جشنواره امید) موفق به کسب رتبه اول و اختراع برتر دانشجویی در سطح کارشناسی ارشد و دکتری شد و از سوی رئیس دانشگاه آزاد اسلامی دکتر طهرانچی مورد قدردانی قرار گرفت.

بهشتی زاده در خاتمه از همه فرهیختگان کشور درخواست کرد با رفتن به لینک این جایزه جهانی و دادن رأی از این پروژه بین‌المللی و برتر کشورمان حمایت کنند.
https://www.gp-award.com/en/produkte/uhpc

به گزارش آنا، نگاهی به سوابق علمی – تحقیقاتی و اجرایی داود بهشتی‌زاده نشان می‌دهد که این مخترع و مبتکر جهانی که دانشجوی دکتری تخصصی مهندسی عمران گرایش مهندسی و مدیریت ساخت در دانشگاه آزاد اسلامی واحد تبریز بوده و دارای سوابقی ازجمله عضو ارشد و مخترع سطح یک بنیاد ملی نخبگان (معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری)، نفر اول المپیاد جهانی اختراعات، ابداعات و ابتکارات علمی در پنسیلوانیای آمریکا، نفر اول مسابقات جهانی بتن آمریکا - انجمن بتن آمریکا ACI، دارای بیش از ۵۰ مدال جهانی در مسابقات بین‌المللی اختراعات و ابتکارات علمی ازجمله در آمریکا کانادا آلمان، مخترع بیش از ۴۵ اختراع تخصصی و علمی ثبت‌شده در اداره ثبت اختراعات کشور، نفر اول و مدیر نمونه جوان کشور در جشنواره ملی مدیران برتر جوان کشور و ... است.

بهشتی‌زاده، پذیرش و چاپ ۳۰ مقاله در ژورنال‌های معتبر و بین‌المللی ISI ازجمله در ژورنال تخصصی ASCE انجمن مهندسین عمران آمریکا، نیز در کارنامه خود دارد. دارای بیش از ۵۰ مدال جهانی، جایزه ویژه بین‌المللی و نشان علمی معتبر SPECIAL AWARD, GRAND PRIX, SPECIAL PRIZE, MEDAL AWARD است که از آن جمله می‌توان به مدال طلا در مسابقات بین‌المللی اختراعات و محصولات جدید علمی کانادا ۲۰۲۳، مدال طلا در مسابقات بین‌المللی اختراعات و محصولات جدید علمی آمریکا ۲۰۲۳، مدال طلا در مسابقات جهانی اختراعات و ابداعات آمریکا ۲۰۱۹، مدال طلا در مسابقات بین‌المللی اختراعات آلمان IENA۲۰۲۳، مدال طلا GOLD MEDAL OF MERIT در مسابقات جهانی اختراعات و محصولات جدید علمی آمریکا- ۲۰۱۷ INPEX اشاره کرد.