وحیدرضا اوحدی

صنعت سیمان امروزه به عنوان یکی از صنایع انتشار دهنده‌ی آلاینده‌ی اقلیمی CO2 شناخته می‌شود. همچنمین عمل‌آوری با کربناتاسیون یکی از روش‌های امیدوارکننده‌ی استفاده و ذخیره‌ی گاز CO2 در مواد مبتنی بر سیمان است. در این تحقیق، نمونه‌های خمیر سیمان، ملات سیمان و بتن در حالت تازه با کربناتاسیون تسریع یافته عمل‌آوری شدند. شرایط پیش عمل‌آوری، به شدت بر میزان کربناتاسیون (عمق و درجه‌ی کربناتاسیون) تأثیر دارد. با اعمال پیش‌ عمل‌آوری مناسب که در طول آن مقدار آب مازاد کاهش یابد و درجه‌ی هیدراتاسیون تا حدودی پیشرفت کند، عمق کربناتاسیون تا mm9.75 و درجه‌ی کربناتاسیون تا %12.87 بهبود یافت. کربناتاسیون روند کسب مقاومت فشاری در سنین اولیه را تسریع می‌بخشد. نمونه‌های ملات سیمان بعد از 24 ساعت کربناتاسیون نسبت به نمونه‌ی شاهد با سن مشابه، %34.09-%28.35 افزایش مقاومت فشاری داشتند. مقاومت فشاری نهایی 28 روزه نیز (به جز حالت D) با نمونه‌ی شاهد قابل مقایسه بود. تشخیص فازهای مختلف تشکیل شده در لایه‌های با فواصل مختلف از سطح نمونه‌های کربناته شده با آزمون XRD صورت گرفت. با اعمال کربناتاسیون یک ساختار یک‌‌دست‌تر، نرم‌‌تر و با حفرات کمتر در تصویر برداری SEM مشاهده شد. نتایج آزمون MIP نشان داد در تمامی نمونه-های کربناته شده درصد تخلخل قابل دسترسی بیش از %30 و قطر بحرانی%34.7-%1.17 نسبت به نمونه‌ی شاهد، کاهش پیدا کرد. بنابراین ساختار منافذ و ریزساختار نمونه‌ها بعد ازکربناتاسیون بهبود می‌یابد. نمونه‌ بتن با درجه‌ی کربناتاسیون %1.53 و عمق کربناته شده‌ی mm 18.75، افزایش 27.82 درصدی در مقدار مقاومت فشاری اولیه نسبت به نمونه‌ی شاهد داشت. همچنین با توجه به آزمون‌های جذب آب سریع (نیم ساعته %3.98 – یک ساعته %5.48 -24 ساعته %10.44) و مقاومت الکتریکی بتن در سنین مختلف (در 3 روزه %118.87 – 14 روزه %32.8 – 28 روزه %10.44)، کربناتاسیون می‌تواند خواص مربوط به دوام بتن را ارتقاء دهد. به عنوان نتیجه، عمل‌آوری مواد مبتنی بر سیمان با کربناتاسیون، با استفاده از گاز خروجی کارخانه‌ی سیمان با درصد خلوص پایین گاز CO2 و روش تحت جریان، بدون نیاز به اعمال شرایط شدید، در راستای بهبود خواص محصول نهایی و به دام انداختن آلاینده‌ی اقلیمی CO2، پیشنهاد می‌شود.