طوّر باحثون في جامعة الإمارات العربية المتحدة (UAEU) براءة اختراع أمريكية تقدّم طريقة مستدامة لإنتاج الخرسانة باستخدام رماد الورق المستهلك كبديل جزئي للأسمنت، مقترنةً بتقنية المعالجة بثاني أكسيد الكربون، بما يسهم في خفض الانبعاثات الكربونية ويدعم ممارسات الاقتصاد الدائري في قطاع البناء.
وطوّر البراءة فريق بحثي يضم البروفيسور هلال الحسن والبروفيسور تامر المعداوي من كلية الهندسة، والمهندس كريم حسن، وهو طالب ماجستير في الجامعة، والدكتور جاد بواب، خريج جامعة الإمارات. وعمل الفريق على تطوير حل مبتكر يدمج إعادة تدوير رماد الورق المستهلك مع تقنيات المعالجة بثاني أكسيد الكربون لإنتاج خرسانة مستدامة ذات أثر بيئي أقل.
ويهدف البحث إلى معالجة تحدّيين بيئيين رئيسيين: الانبعاثات المرتفعة المرتبطة بإنتاج الأسمنت، والتخلّص من رماد الورق المستهلك الناتج عن الصناعات المرتبطة بالورق. وتعتمد التقنية على استبدال جزء من الأسمنت التقليدي برماد الورق المستهلك، بما يقلّل الاعتماد على الأسمنت مع إيجاد استخدام مُنتج لمنتج صناعي ثانوي.
«يعكس الابتكار أهمية تطوير حلول هندسية مستدامة تساعد في تقليل الأثر البيئي لقطاع البناء من خلال الاستخدام المبتكر للنفايات الصناعية لخفض الانبعاثات وتعزيز كفاءة الموارد.»
كما تتضمّن التقنية تعريض الخرسانة لثاني أكسيد الكربون ضمن ظروف معالجة محكومة بعد الصبّ، بما يساعد على تحسين تطوّر المتانة الميكانيكية مع تثبيت جزء من الغاز داخل الخرسانة. وقيّمت الدراسة عدّة متغيّرات، منها نسب استبدال رماد الورق المستهلك، ونسب الماء إلى المادة الرابطة، ونسب المادة الرابطة إلى الركام، ومدّة التعرّض لثاني أكسيد الكربون.
وأظهرت النتائج نجاح استخدام رماد الورق المستهلك كبديل جزئي للأسمنت، إذ أظهرت الخلطات المحتوية على هذه المادة قدرة عالية على تخزين ثاني أكسيد الكربون مع الحفاظ على خصائص ميكانيكية وخصائص مرتبطة بالمتانة مناسبة، بما في ذلك مقاومة الانضغاط وامتصاص الماء. كما أظهرت الدراسة أن مستويات الاستبدال المعتدلة للأسمنت، ولا سيما نحو ١٠ في المئة، حقّقت توازناً واعداً بين الأداء والاستدامة البيئية.
وتكمن أهمية الابتكار في دمج تثمين النفايات الصناعية، وخفض الأسمنت، واستخدام ثاني أكسيد الكربون ضمن عملية المعالجة، بما يدعم تطوير مواد بناء أكثر استدامة. وتشمل التطبيقات المحتملة للتقنية وحدات الخرسانة سابقة الصب، والبلوك الخرساني، ووحدات التبليط، وغيرها من المكوّنات الأسمنتية المصنّعة ضمن ظروف معالجة محكومة.