پسماندهای ساختمانی و نخاله‌های عملیات‌های عمرانی، بخش عمده‌ای از پسماندهای شهری را به خود اختصاص می‌دهند و تاثیر مخربی بر محیط‌زیست می‌گذارند. نخاله‌های ساختمانی بر اثر عملیات‌های عمرانی، ساخت‌وساز یا تخریب و مرمت، بازسازی یا حفاری و گودبرداری طی فعالیت‌های عمرانی به‌جا می‌ماند. مواد تشکیل‌دهنده نخاله‌های ساختمانی در مناطق گوناگون جهان به شیوه و سبک زندگی، نوع صنعت ساختمان، ترکیب و بافت جمعیتی بستگی دارد اما به‌طور کلی، نخاله‌های ساختمانی، مشتقاتی از خاک و مخلوط‌های حاصل از خاکبرداری، شیشه، مصالح ساختمانی از قبیل گچ و خاک، بتن، کاشی و سرامیک، ماسه و سیمان، سنگ، آجر، قیر و گونی، موزاییک، براده‌ها و تکه‌های فلزات، چوب، تیرچه سقفی و... است. مازیار فکور، کارشناس ارشد عمران در گفت‌وگو با صمت می‌گوید: صنعت سیمان و بتن سهم ۵ درصدی در تولید گاز دی‌اکسیدکربن که یک گاز گلخانه‌ای است، دارد. از سوی دیگر، اجرای هر مترمکعب بتن به حجمی در حدود ۲۰ درصد آب شیرین نیاز دارد. اما بحرانی که به‌زودی گریبانگیر شهرهای بزرگ ما نیز خواهد شد، مربوط به نخاله‌های بتنی ساختمان‌هایی است که عمر استاندارد آنها ۵۰ سال است. مشروح این گفت‌وگو را در ادامه می‌خوانید.

پسماندهای به ظاهر بی‌اثر

پسماندها به پنج دسته، عادی (زباله‌های خانگی و نخاله‌های ساختمانی)، پزشکی، ویژه (پسماندهایی که خطراتی از قبیل انفجار داشته یا سمی هستند)، کشاورزی و صنعتی تقسیم می‌شود.

یک‌دسته از پسماندهایی که در ظاهر بی‌اثر است، نخاله‌های ساختمانی است، اگرچه ممکن است این نخاله‌ها به اندازه مواد زائد دیگر خطرناک نباشد اما حجم زیاد آنها مشکل عمده‌ای برای بسیاری از جوامع از لحاظ کاهش ظرفیت، محل‌های دفن و بر جا ماندن دیگر مواد زائد ایجاد می‌کند.

در میان مصالح ساختمانی، بتن از پر مصرف‌ترین مصالح بوده و تاثیر مخربی بر محیط‌زیست می‌گذارد. پس از اعلامیه ریو که به تایید ۱۷۹ کشور رسید، مسئله تاثیر بتن بر محیط‌زیست بیشتر موردتوجه قرار گرفت. همچنین بهبود کیفی و دوام بتن در کنار مقاومت آن در کنفرانس سالانه انجمن بتن امریکا در سال ۲۰۱۱ به‌عنوان الگوواره جدید در صنعت ساخت‌وساز موردتوجه قرار گرفت. بر همین اساس، تحقیقات بسیاری بر کاهش تاثیرات محیط زیستی بتن و بازیافت پسماند آن انجام شد.

تولید و مصرف سیمان، آب، سنگدانه‌ها، مواد افزودنی، سازه‌های بتنی و مواد حاصل از تخریب این سازه‌ها و اثرهای فیزیکی و شیمایی مثبت و منفی هر یک از آنها بر محیط زیست، از جمله مواد آلاینده‌ای که وارد جو زمین، خاک و آب می‌شود، حفاظتی که برای تداوم زندگی انسان روی کره زمین فراهم و رفاه مادی و معنوی که برای زیست، کار و بالندگی انسان ایجاد می‌کند از جمله مسائلی بوده که در چند سال گذشته درباره بتن موردمطالعه قرار گرفته است.

نخاله‌های ساختمانی از چه موادی تشکیل شده و جلوگیری از تاثیر آن بر محیط زیست تا چه اندازه ضروری و فوری است؟

اصولا زوائد ساختمانی به پسماندهای حاصل از ساخت‌وساز، تخریب اماکن، ساختمان‌های فرسوده، گودبرداری، خاک‌برداری، تعمیر و نوسازی، آسفالت معابر، حفاری‌های مربوط به تاسیسات شهری و هرگونه پسماند حاصل از فعالیت‌‌های عمرانی و ساختمانی مشتمل بر خاک و مخلوط حاصل از خاک‌برداری، شیشه، بتن، ملاط، گچ، خاک، کاشی، سرامیک، ماسه، سیمان، قیرگونی، سنگ، آجر، موزاییک، تیرچه سقفی، شیروانی، چوب و سایر پسماندهای مشابه اطلاق می‌شود. افزایش مقادیر نخاله‌های ساختمانی موضوعاتی از قبیل کمبود فضای محل دفن، توسعه محل‌های جدید دفن، افزایش هزینه‌های محل دفن، مسائل محیط‌زیستی و مخالفت‌های عمومی را به‌طور نامطلوبی تحت‌تاثیر قرار می‌دهد. نخاله‌های ساختمانی در ظاهر بی‌خطر به نظر رسیده و نیاز به مدیریت اورژانسی ندارند اما آنها ترکیبی از مواد گوناگون هستند که مواد تشکیل‌دهنده هر کدام از آنها تهدیدی برای طبیعت است. در گام نخست باید مشخص شود آجر، سنگ و... از چه چیزی تشکیل شده است. سنگ رادیواکتیو دارد، لابه‌لای نخاله‌ها پلاستیک، سرب و آزبست سرطان‌زا وجود دارد و همه این‌ها با هم جمع شده و نخاله ساختمانی در ظاهر بی‌خطر را تشکیل می‌دهد. در مدیریت پسماند و دنیای مدرن امروز قبل از دفن نخاله‌ها باید دید آیا این نخاله‌ قابلیت بازیافت دارد یا خیر؟ بخش عمده‌ای از این نخاله‌ها را می‌توان تفکیک، جداسازی، بازیافت کرد و دوباره به چرخه استفاده درآورد.

اساسا دپوی نخاله‌های ساختمانی و پسماند بتنی چه تاثیری بر محیط‌زیست می‌گذارد؟

از تاثیرات منفی دپوکردن نخاله‌های ساختمانی و به‌ویژه بتن می‌شود به چند مورد اشاره کرد. زمانی که نخاله ساختمانی مثلا در مناطق جنگلی یا دشت‌ها دپو می‌شود، pH خاک افزایش پیدا می‌کند و خاک قلیایی‌تر می‌شود. همین مسئله منجر به سخت‌تر شدن خاک و از بین رفتن خاصیت غربال‌گری خاک شده و منافذ آن را می‌بندد. همچنین با افزایش pH سرعت فرسایش سنگ‌ها و در نتیجه تولید خاک کاهش پیدا می‌کند.

بتن‌ها خاصیت قلیایی دارند. با باران‌های اسیدی این بتن‌ها شسته و در آب باران محلول شده، به سفره‌های آب زیرزمینی نفوذ کرده و این منابع آبی را آلوده می‌کند.

باید در نظر داشت که حجم تولید سالانه جهانی بتن حدود ۳۰ میلیارد تن است. همین حجم بالای تولید بتن بررسی این پرکاربردترین متریال ساختمانی را از منظر محیط زیستی ضروری کرده است. مطالعات متعدد در این زمینه نشان می‌دهد حجم بالای تولید بتن هم موجب تهدید است و هم می‌تواند بسترساز فرصت‌هایی شود.

تاثیر مخرب زیست محیطی این صنعت را می‌توان به‌طور کل در دو مرحله تولید بتن و اتمام عمر سازه‌های بتنی بررسی کرد. صنعت سیمان و بتن سهم ۵ درصدی در تولید گاز دی‌اکسیدکربن که یک گاز گلخانه‌ای است، دارد. از سوی دیگر، اجرای هر مترمکعب بتن به حجمی در حدود ۲۰ درصد آب شیرین نیاز دارد. اما بحرانی که به‌زودی گریبانگیر شهرهای بزرگ خواهد شد، مربوط به نخاله‌های بتنی ساختمان‌هایی است که عمر استاندارد آنها ۵۰ سال است. به نظر می‌رسد در آینده‌ای نه‌چندان دور ساختمان‌های بتنی قدیمی تهران باید جای خود را به برج‌های جدید و همچنان بتنی بدهند و نخاله‌های حاصل از تخریب آنها برای دفن روانه دشت‌های اطراف شود و دیری نخواهد گذشت که این ضایعات بتنی مدفون، شسته شده و در آب‌های زیرزمینی حل می‌شود.

برای حل این معضل چه راهکاری پیش‌رو داریم؟

ایده بازیافت این ضایعات بتنی می‌تواند یکی از روش‌های جلوگیری از این بحران محیط زیستی باشد. در اینجا منظور از بازیافت استفاده مجدد از خرده‌های بتنی به‌عنوان سنگدانه در طرح اختلاط بتن‌های جدید است. باید به این نکته اشاره کرد که افزودن این ضایعات به بتن جدید موجب تضعیف رفتار سازه‌ای آن می‌شود. با این حال، مقالات زیادی در زمینه استفاده بهینه از نخاله‌ها در طرح اختلاط یا جبران کاستی به‌وجود آمده، منتشر شده است. به‌عنوان مثال می‌توان به استفاده از افزودنی‌های پوزولانی یا انواع الیاف که موجب بهبود رفتار فشاری و کششی بتن می‌شود، اشاره کرد. واضح است که اجرای این روش‌ها در تولید بتن پرهزینه‌تر از روش‌های رایج است اما در یک تصویر کلی از آینده نزدیک، این هزینه‌ها باید با تاثیرات مخرب محیط زیستی مقایسه شود. در این زمینه‌ها تجربیاتی نیز کسب شده است. به‌عنوان نمونه بین سال‌های ۲۰۱۳ تا ۲۰۱۶ در کشور بلژیک آزمایش‌هایی در مقیاس صنعتی با احداث ۱۰ ساختمان با بتن بازیافتی انجام شد. طی این پروژه، رفتار سازه‌ای این ساختمان‌ها در شرایط گوناگون مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد استفاده از ضایعات بتنی تا حدود ۵۰ درصد جایگزین سنگدانه، تاثیر منفی چشمگیری نداشته و در نهایت مرجع آیین‌نامه بلژیک اجازه اجرای این طرح را ذیل شروطی صادر کرد.

بر همین اساس، پارلمان اروپا طی بیانیه‌ای مقرر کرد تا سال ۲۰۲۰ میزان بازیافت ضایعات ساختمانی به ۷۰ درصد برسد. آمارها نشان می‌دهد کشورهای اروپایی و در صدر آنها لوکزامبورگ، سوئد، اتریش و بلژیک به این هدف دست یافته‌اند. جالب توجه است که بیشتر این ضایعات به‌عنوان جایگزین سنگدانه در بتن استفاده شده است.

اما از منظری دیگر، حجم بالای تولید بتن این ایده را در سال‌های اخیر موردتوجه قرار داده که سازه‌های بتنی می‌توانند محل مناسبی برای دپو ضایعات پلاستیکی باشند. تعداد بالای مقالات منتشرشده در زمینه استفاده از ضایعات مانند PET ، تایر و هرگونه پلاستیک در طرح اختلاط بتن، نشان از امکان و ضرورت این ایده دارد.

از این ضایعات پلاستیکی چگونه استفاده می‌شود؟

از این ضایعات پلاستیکی پس از خرد یا رشته شدن می‌توان به‌عنوان ریزدانه جایگزین سنگدانه یا الیاف استفاده کرد. در این زمینه باید به تاثیر کاهنده ضایعات بر رفتار بتن حاوی آن و همچنین تلاش‌های پژوهشگران برای جبران آن اشاره کرد.

دیگر استفاده‌های نخاله‌های بتن چیست؟

یکی دیگر از استفاده‌های بازیافت بتن در صنعت راهسازی است؛ یعنی به‌جای استفاده از سنگدانه‌های طبیعی می‌توان از نخاله‌های بتنی خرد‌شده برای راهسازی استفاده کرد. البته استفاده از این نخاله‌های بتنی یک‌سری شروط دارد و ابعاد و ذرات آنها باید به میزان مشخصی باشد که آیین‌نامه مشخص می‌کند. استفاده از نخاله‌های بتن در بتن‌های غیرسازه‌ای راحت‌تر انجام می‌شود. در واقع اگر آیین‌نامه‌ها در استفاده سازه‌ای بتن‌های بازیافتی حساسیت به خرج می‌دهند و تحت هر شرایطی اجازه اجرای آن را نمی‌دهند اما بر استفاده از بتن‌هایی غیرسازه‌ای مانند بتن‌هایی که برای نما یا مسطح کردن استفاده می‌شود، ایرادی نمی‌گیرند. علاوه بر موارد یادشده ساخت بتن بازیافتی در ساخت بلوک‌های سبز یا به اصطلاح دوستدار محیط‌زیست، پروژه‌های مربوط به ژئوتکنیک و اجرای بستر جداساز زیر مدفن‌های زباله استفاده می‌شود.

نخستین و اصلی‌ترین هدف استفاده از بتن‌های بازیافتی، جلوگیری از تخریب محیط‌زیست است. در واقع این ایده کمتر با اهداف و انگیزه‌های بهینه کردن سود مطرح شده است. البته یک‌سری کاهش هزینه‌ها هم برای ساختمان‌سازها دارد از این جهت که در ساختمانی که ساخته می‌شود از نخاله‌های ساختمان استفاده می‌کنند و هزینه‌های کم می‌شود.

مرجع آیین‌نامه‌ای اتریش اجازه داده ۵۰ درصد سنگدانه داخل بتن با نخاله‌های بتنی جایگزین شود. این مسئله به این معناست که ۵۰ درصد سنگدانه‌هایی که احتمالا باید از کف رودخانه‌ها و از دل طبیعت بیرون کشیده می‌شده، به این صورت تامین شود.

چه چالش‌هایی پیش‌روی مهندسان برای بازیافت نخاله‌های ساختمانی و بتنی وجود دارد؟

بسط این روش از سویی نیاز به استانداردسازی داشته و از سوی دیگر، مشروط به فرهنگ‌سازی است. به عبارتی در صورت برآورده کردن الزامات آیین‌نامه‌ای، این اطمینان باید از طرف مصرف‌کنندگان به‌وجود بیاید که سازه‌های بازیافتی عملکرد مناسبی در بهره‌برداری، زمین‌لرزه یا آتش سوزی دارند. در واقع این باور اجتماعی که محصولات بازیافتی دارای کیفیت پایین‌تری نسبت به مواد اول است، باید درباره بتن‌های بازیافتی اصلاح شود. علاوه بر این، از آن‌جایی که ماهیت بتن‌های ضایعاتی تفاوت اندکی با بتن‌های معمولی دارد، چالش‌هایی برای استفاده عمومی و کلان از سازه‌هایی که با بتن‌ بازیافتی ساخته می‌شوند، پیش‌روی مهندسان قرار می‌گیرد. این چالش‌های مهندسی عبارتند از اینکه رفتار این بتن‌ها در برابر آتش، سرما، دماهای بالا، قرارگیری در برابر رفتار لرزه‌ای و یک‌سری خصوصیات مانند چسبندگی این بتن‌ها با میلگردها و فولاد باید بررسی شود.

به نظر می‌رسد مادامی که صنعت ساخت‌وساز در بستر اقتصادی با محوریت سود فردی دنبال می‌شود، نمی‌توان به نگاه بلندنظرانه سرمایه‌گذاران در راستای حفاظت از محیط‌زیست امیدی داشت. اینجاست که دولت‌ها وظیفه دارند با برنامه‌ریزی و بسترسازی در راستای منافع اجتماعی سعی در دفع این بحران داشته باشند. شاید در این مورد خاص، هنوز دیر نشده باشد.

سخن پایانی

پسماندهای بتنی با آلوده کردن خاک و آب تاثیر جدی بر محیط‌زیست می‌گذارند. علاوه بر این، تولید بتن میزان بسیار زیادی انتشار کربن به همراه دارد. از آن‌جایی که بتن یکی از پرکاربردترین مصالح ساختمانی است، بازیافت آن ضرورت بسیاری دارد. در سال‌های اخیر مطالعات زیادی در این‌باره انجام‌شده اما این موضوع نیز با چالش‌های فرهنگی و مهندسی مختص به خود روبه‌رو است.