بررسی محدوده کیفی قابل استفاده آب خاکستری در صنعت بتن با توجه به مشخصات فیزیکی، شیمیایی و دوام بتن

با توجه به کمبود آب به خصوص در اقلیم خشک و نیمه خشک، مصرف عاقلانه آب ضروری است. از دلایل اصلی بحران آب می توان به افزایش جمعیت، بهبود شرایط زندگی، تغییرات اقلیمی و عدم مدیریت صحیح منابع آب اشاره کرد. یکی از موثرترین روش ها برای صرفه­جویی در مصرف آب، استفاده مجدد از آن است. مطالعات جدید استفاده مجدد از آب نشان داده است که بهترین استفاده مجدد از آب که از نظر اقتصادی مقرون به صرفه و پذیرفته شده در سطح جهانی است، جایگزینی پساب تصفیه شده با آب آبیاری و مصارف صنعتی است. در بین مصالح ساختمانی، بتن نقش مهمی در مهندسی عمران دارد و آب مهمترین ماده برای تولید بتن است. صنعت بتن یکی از بزرگترین مصرف کنندگان آب است. آب مورد استفاده بر کارایی، فرآیند هیدراتاسیون و مقاومت بتن تأثیر می­گذارد. با این حال، زمانی که ناخالصی‌ها در آب وجود داشته باشند، خواص مذکور بطور قابل توجهی تغییر می کند. عملکرد آب در بتن شامل تر کردن سطح سنگدانه ها برای ایجاد چسبندگی با سیمان، افزایش خاصیت پلاستیکی در بتن بمنظور بهبود قابلیت کار و نهایتاً هیدراته شدن مواد سیمانی بمنظور سفت شدن و سخت شدن در طول دوره عمل آوری می باشد. ناخالصی های موجود در آب بیشتر در ارتباط با منبع تامین آب است که می تواند شامل آب چاه، آب لوله کشی، آب بازیافتی، آب سیاه (آلوده به فضولات انسانی) و آب خاکستری (آب حاصل از فاضلاب شستشو و استحمام) باشد. برخی از ترکیبات شیمیایی زمانی که در آب وجود دارند ممکن است مقاومت، دوام و زمان گیرش بتن را به طور جدی تغییر دهند. برخی از این ترکیبات عبارتند از نیترات (Kumar and Rao 1994)، آهک، انیدریت (Adu-Amankwah et al. 2017; Zajac et al. 2014)، سولفات و کلراید (Zhang et al. 2013). برای مثال یون های پتاسیم و سدیم در شکل کربنات ها و بی کربنات ها ظاهر می شوند و این اجزا ممکن است در مدت زمان گیرش بتن تغییر ایجاد کنند. همچنین استفاده از آب فاضلاب به عنوان آب اختلاط برای تولید بتن، مقاومت و اسلامپ بتن را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد. آب حاوی مقدار قابل توجهی یون کلراید نیز بدلیل امکان ایجاد خوردگی در میلگردهای تقویت کننده یا پیش تنیده، مورد توجه قرار نمی گیرد (Rivera-Corral et al. 2017).

در ابتدا که بتن به عنوان مصالح ساختمانی مورد استفاده قرار گرفت، از آب شیرین برای عمل آوری سیمان استفاده شد. استفاده فعلی از آب شرب برای تهیه بتن باعث تحمیل تنش بیش‌ازحد به منابع آب و محیط‌زیست شده است (Shekarchi et al. 2012). به همین دلیل در صنعت بتن که یکی از بزرگ‌ترین مصرف‌کننده‌های آب است، ضروری است مصرف آب بازنگری شده و تامل بیشتری در آن صورت گیرد (Asadollahfardi et al. 2015). عملکرد بتن ساخته شده با آب فاضلاب نیز در طول سال های گذشته مورد بررسی قرار گرفته است. با این حال، تحقیقات بیشتر برای بررسی اینکه آیا استفاده از فاضلاب یا آب خاکستری از نظر مالی امکان پذیر است و می تواند استانداردهای ساخت و ساز را برآورده کند، ضروری است. از اینرو هدف از اصلی این پژوهش، امکان‌سنجی استفاده از آب خاکستری به‌عنوان منبع آب نامتعارف در صنعت بتن و بررسی تغییرات مشخصات فیزیکی، مکانیکی و دوام بتن تولید شده متناسب با محدوده مجاز آیین­نامه ای می باشد.