نشریه علمی فرآیند نو

نشریه علمی فرآیند نو

بازیافت مولکولارسیوهای پسماند به عنوان افزودنی پایدار در بتن: ارزیابی جامع فنی-محیط‌زیستی

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان
ساسان معتقد 1
انسیه بخردی نسب 2
محمدحسین شبانه 3
عبداله غلامی مهر 4
1 استادیار،گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی عمران و معماری، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران
2 استادیار، گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی، دانشگاه صنعتی خاتم الانبیاء (ص) بهبهان، بهبهان، ایران
3 دانشجو،گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه صنعتی خاتم الانبیاء (ص) بهبهان، بهبهان، ایران
4 کارمند، شرکت پالایش گاز بید بلند خلیج فارس، بهبهان، ایران
10.22034/farayandno.2026.2073631.2020
چکیده
مدیریت پسماندهای صنعتی یکی از چالش‌های مهم محیط‌زیستی عصر حاضر است. این مطالعه به بررسی پتانسیل بازیافت مولکولارسیوهای پسماند به عنوان ماده افزودنی در تولید بتن پایدار می‌پردازد. با استفاده از طیف گسترده‌ای از تکنیک‌های تحلیلی پیشرفته شامل XRF، XRD، FESEM، TEM، EDAX، BET-BJH، FTIR، TGA و TPD، ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی این پسماند صنعتی به طور کامل شناسایی شد. نتایج نشان داد که مولکولارسیوهای خاکستری و سفید پسماند عمدتاً از ترکیبات آلومینوسیلیکاتی تشکیل شده و عاری از عناصر خطرناک محیط‌زیستی هستند. آسیاب کردن تا دور ۳۰۰۰۰ میزان فاز آمورف را به طور قابل توجهی افزایش داده و واکنش‌پذیری پوزولانی را بهبود می‌بخشد. سطح ویژه بالا (m²/g 140/9) و ساختار متخلخل مناسب، پتانسیل بالایی را برای کاربرد در بتن نشان می‌دهد. آنالیزهای TPD تأیید کرد که این ماده دارای سایت‌های بازی قوی است که با محیط قلیایی سیمان سازگاری دارد. این یافته‌ها گامی مهم در جهت مدیریت پایدار پسماندهای صنعتی و تولید مصالح ساختمانی سبز محسوب می‌شود.
کلیدواژه‌ها
مولکولارسیو پسماند
بازیافت صنعتی
بتن پایدار
ارزیابی محیط‌زیستی
پوزولان
موضوعات

عنوان مقاله English

Recycling Waste Molecular Sieves as Sustainable Additives in Concrete: A Technical-Environmental Assessment

نویسندگان English

sasan Motaghed 1
ensie bekhradinassab 2
Mohammad Hossein Shabaneh 3
Abdollah Golami Mehr 4
1 Department of Civil Engineering, Faculty of Civil Engineering and Architecture, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran
2 Chemical Engineering Department, Faculty of Engineering, Behbahan Khatam Alanbia University of Technology, Behbahan, Iran
3 Civil Engineering Department, Faculty of Engineering, Behbahan Khatam Alanbia University of Technology, Behbahan, Iran
4 Persian Gulf Bidboland Gas Refining Company, Behbahan, Iran
چکیده English

The management of industrial waste poses a significant environmental challenge in the modern era. This study explores the potential of recycling waste molecular sieves as a sustainable additive in concrete production. Using a comprehensive range of advanced analytical techniques, including XRF, XRD, FESEM, TEM, EDAX, BET-BJH, FTIR, TGA, and TPD, the physicochemical properties of this industrial waste were thoroughly characterized. The results revealed that gray and white waste molecular sieves primarily consist of aluminosilicate compounds and are free from hazardous environmental elements. Grinding up to 30,000 rpm significantly increased the amorphous phase, enhancing pozzolanic reactivity. The high specific surface area (140.9 m²/g) and suitable porous structure indicate the high potential of this material for use in concrete. TPD analyses confirmed the presence of strong basic sites, ensuring compatibility with the alkaline environment of cement. These findings represent a significant step toward sustainable industrial waste management and the production of green construction materials.

کلیدواژه‌ها English

Waste Molecular Sieve
Industrial Recycling
Sustainable Concrete
Environmental Assessment
Pozzolan
[1] P. Shi, Z. Li, X. Chen, L. Zeng, R. Hu, Effect of industrial waste molecular sieves on internally cured cement-based materials, Frontiers in Materials, Volume 9, 2022.
[2] L. Wang, P. Zhang, G. Golewski, J. Guan, Editorial: Fabrication and properties of concrete containing industrial waste, Frontiers in Materials, Volume 10, 2023.
[3] R. Peralta Ring, C. Priano, V. Rahhal, Final Disposal of Molecular Sieves in Cement Mortars, in: N. Banthia, S. Soleimani-Dashtaki, S. Mindess (Eds.) Smart & Sustainable Infrastructure: Building a Greener Tomorrow, Springer Nature Switzerland, Cham, pp. 137-151, 2024.
[4] ج. احمدی, ح. عزیزی, م. کوهی, بررسی تاثیر زئولیت در عیارهای مختلف سیمان بر روی مقاومت و نفوذ پذیری بتن, (1394).
[5] ا. قیاسوند, پ. اعلاییان, ا. رجبی, ی. جلیلیان, بررسی برخی خصوصیات مکانیکی بتن های بازیافتی حاوی زیولیت,  هشتمین کنفرانس ملی بتن ایران, 1395.
[6] س. جمالی, ح. طاهرخانی, ح. بیات, بررسی تاثیر استفاده از زئولیت بر خواص بتن غلتکی روسازی,  نخستین همایش ملی بتن های سبز, 1404.
[7] S. Da-Ming, An analysis of the structure of the 13X molecular sieve in ion exchange, Vacuum, 44, pp: 75-78, 1993.
[8] E. Gabruś, J. Nastaj, P. Tabero, T. Aleksandrzak, Experimental studies on 3A and 4A zeolite molecular sieves regeneration in TSA process: Aliphatic alcohols dewatering–water desorption, Chemical Engineering Journal, 259, pp: 232-242, 2015.
[9] E. Bekhradinassab, A. Tavakoli, M. Haghighi, M. Shabani, 2-hydroxyethylammoniumsulfate ionic liquid performance as simultaneous fuel and sulfating agent in tablet-like manganese and iron incorporated titania synthesis: Biodiesel production from waste oil, Fuel, 340, pp: 127402.
[10] I. Ghasemi, M. Haghighi, E. Bekhradinassab, A. Ebrahimi, Ultrasound-assisted dispersion of bifunctional CaO-ZrO2 nanocatalyst over acidified kaolin for production of biodiesel from waste cooking oil, Renewable Energy, 225, pp: 120287.