الكفاح للخرسانة الجاهزة والطابوق ، أحد الرواد في قطاع المنتجات الخرسانية في المملكة العربية السعودية منذ أكثر من 45 عامًا ، تقود الى الأمام في مسيرتها نحو البناء الأخضر. بعد أن أطلقت “الخرسانة الخضراء” بمسمى الكونجرين العام الماضي ، تستعد الشركة التي يقع مقرها في المنطقة الشرقية الآن لإطلاق عمليات مصنع البوزولان الطبيعي.
تتميز الكونجرين بعدد من الفوائد المستدامة والبيئية ، مع توفير متانة عالية وأداء محسن وخصائص أفضل للعمل وقابلية الضخ. تحل خرسانة الكونجرين محل الأسمنت بمواد منخفضة الكربون مثل البوزولان وتستخدم تقنية ثاني أكسيد الكربون المعاد تدويرها ( الكربون كيور) ومقرها كندا لتقليل البصمة الكربونية بنسبة تصل إلى 30٪ مقارنةً بالخرسانة التقليدية.
تقدم الكفاح للخرسانة الجاهزة والطابوق حاليًا تسعة أنواع من الكونجرين للتطبيقات الإنشائية إلى الزخرفية ، والقوة الثقيلة وتحت الماء.
تماشياً مع الجهود المبذولة للحد من الانبعاثات في إنتاج جميع المكونات الرئيسية الأربعة للخرسانة – وهي الأسمنت و البحص والمواد المضافة والماء ، تستعد الشركة الآن لبدء تشغيل مصنع البوزولان الطبيعي في النصف الثاني من هذا العام.
و أفاد أحمد طه مدير البحث والتطوير / المدير الفني في شركة الكفاح للخرسانة الجاهزة والطابوق بأنه “يمكن استخدام البوزولان الطبيعي لاستبدال الأسمنت بنسبة تصل إلى 30٪ ”
“في الآونة الأخيرة ، كان هناك اهتمام متزايد بالبحوث حول البوزولان الطبيعي المحلي بسبب الزيادة في تكلفة المواد الأسمنتية التكميلية المستوردة (SCMs) وانبعاثات ثاني أكسيد الكربون العالية (CO2) المنسوبة إلى نقلها.
ويضيف: “لقد أثبتت الدراسات البحثية المكثفة التي أجريت في مركز البحث والتطوير في الكفاح الأداء الجيد للبوزولان الطبيعي المحلي”.
و جدير بالذكر أن مصنع البوزولان الطبيعي في المرحلة الهندسية النهائية.
كشفت الكفاح للخرسانة الجاهزة و الطابوق عن هذه التفاصيل خلال عرضها التقديمي بعنوان “صافي الخرسانة الخالية من الكربون في المملكة العربية السعودية – خارطة الطريق – الفرص – التحديات” في معرض الخمسة الكبار السعودي الذي عقد في الرياض في الفترة من 18 إلى 21 فبراير2023.
صناعة البناء و القطاع الإنشائي هو المسؤول الأول عن انبعاث كمية كبيرة من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي سنويًا ، وهو ما يمثل حوالي 11 ٪ من إجمالي الانبعاثات العالمية. في البناء الخرساني ، تطلق جميع المكونات الأربعة لهذه المادة الأساسية ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي من خلال الانبعاثات المباشرة (التصنيع واستهلاك الوقود) والانبعاثات غير المباشرة (الكهرباء المستخدمة للإنتاج الخارجي ، ونقل المدخلات والمخرجات ، والمنتجات المشتراة من أطراف ثالثة ، إلخ).
“في الممارسة العادية ، يمكن تقدير أن خليط الخرسانة يتكون تقريبًا من 10-22٪ من الأسمنت ، 6-8٪ من الماء ، 26-38٪ من البحص الناعم و 38-48٪ من البحص الخشن. ومع ذلك ، يمثل الأسمنت أعلى انبعاثات لثاني أكسيد الكربون لكل وحدة وزن بين جميع المكونات. لذلك ، من أجل تقليل كمية انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في أي خليط خرساني ، من الواضح تمامًا أن الأسمنت يجب أن يكون الهدف الرئيسي “،.
لكل طن من الأسمنت البورتلاندي العادي (OPC) ، ينبعث 0.7-1 طن من ثاني أكسيد الكربون. ما يصل إلى 50٪ من هذه الانبعاثات تأتي من عملية التصنيع ، 40٪ تأتي من احتراق الطاقة المطلوب لتسخين هذه العملية ؛ وأضاف طه أن 10 من مصادر أخرى.
الحل هو إزالة الكربون من الأسمنت عن طريق استبدال الكلنكر بالبوزولان ، واستخدام أنواع الوقود البديلة ، وضمان كفاءة الطاقة واعتماد تقنيات استخدام ثاني أكسيد الكربون الناشئة.
بعض التدابير التي يمكن اعتمادها هي تقليل حجم الكلنكر عن طريق زيادة حجم المواد الخام منزوعة الكربون خاصة تلك التي يمكن الحصول عليها محليًا والتي لا يتم نقلها لمسافات طويلة لتحل محل بعض الكلنكر في الفرن.
“بعض المبادرات التي يتم اتخاذها في المملكة العربية السعودية هي استخدام Pozzolan لأسمنت بورتلاند (PPC) الذي يتوافق مع SASO-ASTIVI C595. يتم إنتاجه حاليًا من قبل خمس شركات في المقاطعات الغربية والشمالية من المملكة. هنا ، يتم استبدال حوالي 30 في المائة من الكلنكر بمواد بوزولانية محلية.
يمكن تعزيز كفاءة الطاقة من خلال تنفيذ التعديلات التحديثية الكهربائية وتحسين عمليات الطحن ، مثل التحول من المطحنة الكروية ، التي تستهلك الكثير من الطاقة ، إلى المطاحن الأسطوانية العمودية.
وفقًا لطه ، تلعب تقنيات التقاط الكربون واستخدامه وتخزينه دورًا رئيسيًا في التخفيف في إزالة الكربون من الأسمنت والخرسانة. يمكن إعادة استخدام ثاني أكسيد الكربون الملتقط في صناعة الخرسانة من خلال تقنيات مختلفة مثل تقنية CarbonCure وتقنية معالجة الكربنة.
“يقوم CarbonCure بحقن ثاني أكسيد الكربون في الخلطة الجاهزة حيث يتحول إلى معدن – حجر جيري صلب أو كربونات الكالسيوم (CaCO3) – مما يحسن مقاومة انضغاط المواد بنسبة 10 في المائة. يسمح ذلك بتحسين تصميمات المزيج وتقليل محتوى الأسمنت بأمان بنسبة تصل إلى خمسة في المائة ، وبالتالي تقليل البصمة الكربونية للخرسانة ، دون أي تأثير على الجودة أو الأداء. تتيح هذه التقنية تقليل البصمة الكربونية للخرسانة بحوالي 15-20 كجم / متر مكعب من الخرسانة.
كاربون كيور يتوافق مع ASTM C494 Type S ، “كما يقول. تتم مراقبة احتجاز ثاني أكسيد الكربون من قبل CarbonCure والتحقق منه من قبل هيئة مستقلة رائدة ، VERRA ، مما يتيح توليد أرصدة الكربون التي يمكن تتبعها في الأسواق الدولية.
وفي الوقت نفسه ، فإن المعالجة بالكربنة هي عملية معالجة متسارعة يجب إجراؤها في غضون 24 ساعة بعد الصب. إذا تم القيام به بعد الصب مباشرة ، فإنه ينتج عنه زيادة ملحوظة في القوة المبكرة للخرسانة.
وأضاف: “في دراسة أجريت بالاشتراك بين الكفاح وأرامكو ، تبين أن الوقت المستغرق في إزالة القوالب بعد معالجة الخرسانة انخفض بأكثر من النصف ، من 18 ساعة إلى ثماني ساعات فقط”.
كما تم تعزيز متانة الخرسانة بنسبة 15 إلى 35٪. ولخصت الدراسة إلى أنه باستخدام هذه التقنيات ، يمكن عزل 1 مليون طن سنويًا من ثاني أكسيد الكربون عند صناعة الخرسانة في المملكة العربية السعودية.
إن SCMs المستخدمة تقليديًا هي الرماد المتطاير ASTM C618 الذي يمكن أن يحل محل ما يصل إلى 35 ٪ من الأسمنت وفقًا لـ ACI 211 ؛ خبث أفران الصهر الحبيبي الأرضي (GGBFS) ASTM C989 ، والذي يمكن أن يحل محل ما يصل إلى 70٪ من الأسمنت وفقًا لمعيار ACU 211 ؛ وأبخرة السيليكا ASTM C1240 ، والتي يمكن أن تحل محل ما يصل إلى 15 ٪ من الأسمنت وفقًا لـ ACI 211. في الآونة الأخيرة ، اكتسبت الأبحاث في SCMs المبتكرة مثل البوزولان الطبيعي المحلي اهتمامًا بسبب الزيادة في تكلفة SCMs المستوردة وانبعاثات ثاني أكسيد الكربون المرتفعة المنسوبة إلى قال النقل.
هناك مادة أخرى تحظى بالاهتمام وهي الجيو بوليمر ، والتي تتكون من مواد غنية بالألمنيوم والسيليكات والقلويات ، والتي تستخدم في تشييد المباني والبنية التحتية والإنشاءات الصناعية ، من بين تطبيقات أخرى.
انبعاثات البحص
هناك ثلاثة مصادر رئيسية لانبعاثات ثاني أكسيد الكربون في عملية إنتاج البحص الخشن: انبعاثات الإنتاج والنقل ؛ استهلاك الكهرباء؛ ومن السلع والخدمات المشتراة. أحد الحلول لمعالجة هذه المشكلة هو استخدام البحص المعاد تدويره. تم اختبار نوعين من البحص المعاد تدويره من قبل مركز الكفاح للبحث والتطوير وهما متاحان حاليًا تجاريًا بأحجام مختلفة في السوق السعودي ، وهما:
بحص الخبث المعدني (MSA) المصنوع من خبث الحديد والصلب ؛
البحص المعاد تدويره من مخلفات هدم البناء (RADW).
الكونجرين
الكفاح للخرسانة الجاهزة والطابوق ، التي نمت بشكل مطرد منذ عام 1980 لتشمل أكثر من 27 فرعًا في جميع أنحاء المملكة ، تقدم حاليًا تسعة أنواع من الكونجرين
- ConGreen-HS | طويق كريت
خرسانة عالية القوة مع عامل انبعاث منخفض لثاني أكسيد الكربون وانخفاض حرارة الماء. تتميز بقوة ضغط تتراوح من 50 إلى 80 ميجا باسكال أو أعلى، وهي مصممة للهياكل التي تحتاج إلى قوة عالية، مثل الهياكل الشاهقة والجسور. - ConGreen-SC | سيل كريت
عبارة عن خرسانة متدفقة تتميز بالدمج الذاتي، وقابلية ضخ عالية بالإضافة إلى وجود انبعاثات منخفضة للغاية من ثاني أكسيد الكربون. مع قوة ضغط تتراوح من 28 إلى 80 ميجا باسكال ، فهي مناسبة للهياكل التي تحتاج إلى خرسانة ذاتية التماسك، مثل أسطح الجسور أو بطانة الأنفاق أو مقاطع الأنابيب أو الهياكل ذات تركيز عالٍ من حديد التسليح. - ConGreen | UWلولو كريت
خرسانة تتميز بتماسك عالي في بيئة تحت الماء ، بقوة ضغط تتراوح من 20 إلى 50 ميجا باسكال. - ConGreen-HT | جلمود كريت
،خرسانة ثقيلة الوزن مصنوعة من البحص الثقيل ومواد Pozzolan بالإضافة إلى استخدام تقنيات منخفضة انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في إنتاجها. مع قوة تتراوح من 30 إلى 60 ميجا باسكال، فهو مصمم لهياكل درع الإشعاع والأثقال الموازنة والتطبيقات الأخرى التي تكون فيها الكثافة أعلى مطلوبة ؛. - ConGreen-Spray | قارة كريت
الخرسانة المرشوشة عالية الأداء (خرسانة الرش) المناسبة للهياكل المنحنية (بما في ذلك الأسقف والقباب وبطانات الأنفاق) والهياكل الحرة (مثل حمامات السباحة و جدران التسلق) وغيرها. لديها قوة ضغط 25-40 ميجا باسكال. - ConGreen -N
يعد مناسبا لجميع أنواع الهياكل الأساسية / الهياكل الفوقية بمدى قوة يتراوح بين 17 و 40 ميجا باسكال معامل انبعاث ثاني أكسيد الكربون منخفض للغاية وقابلية تشغيل عالية . - ConGreen-C
خرسانة ملونة للهندسة المعمارية الخاصة وتطبيقات البنية التحتية بدرجات قوة مختلفة حسب مواصفات المشروع. تتوفر جميع درجات القوة. - ConGreen-LT
خرسانة خفيفة الوزن ذات كثافة تتراوح من 800 إلى 1.900 كجم / متر مكعب مصممة للاستخدام في هياكل مختلفة ذات كثافة محددة من الخرسانة ، مثل أسطح الجسور ، وهياكل وقوف السيارات ، والجدران المائلة ، وما إلى ذلك ، وهي متاحة للأغراض غير الإنشائية ( 2-16 ميجا باسكال) والتطبيقات الهيكلية (17-35 ميجا باسكال) . - ConGreen-M
عبارة عن خرسانة جماعية ذات حرارة منخفضة جدًا من الماء للهياكل الكبيرة مثل السدود وأرصفة الجسور والمواضع الأخرى ذات الحجم الكبير ، مع نطاق قوة من 30 إلى 60 ميجا باسكال.
