Comparative life cycle assessment of polymeric and conventional concrete for sustainable construction: a case study of a new clinic at Assiut university hospital in Egypt
Author
Ali, Ahmad Abd al-Muntalib Muhammad
Source
Journal of Engineering Sciences
Issue
Vol. 51, Issue 6 (30 Nov. 2023), pp.449-467, 19 p.
Publisher
Assiut University Faculty of Engineering
Publication Date
2023-11-30
Country of Publication
Egypt
No. of Pages
19
Main Subjects
Topics
Abstract AR
تمتلك صناعة مواد البناء الحصة الأكبر من الانبعاثات البيئية العالمية.
لذا يتناول هذا البحث دراسة التأثير البيئي للخرسانة البوليمرية مقارنة بالخرسانة التقليدية في إنشاء عيادة جديدة بمستشفى جامعة أسيوط في مصر.
حيث إنه تم إجراء تقييم دورة الحياة (LCA) بدءا من استخراج المواد الخام وحتى مرحلة الإنتاج (مرحلة المهد إلى البوابة) باستخدام برنامج SimaPro V9.5 في هذا البحث تمت دراسة جميع التأثيرات البيئية باستخدام طريقة (Midpoint and Endpoint Results) باستخدام نتائج نقطة المنتصف ونقطة النهاية + IMPACT2002 أظهرت نتائج LCA أن الخرسانة البوليمرية لها تأثير بيئي أقل من الخرسانة التقليدية فيما يتعلق بالاحتباس)single أما عن نتائج النتيجة الفردية Acidification and Eutrophication Potentialالحراري و(score، كان لتغير المناخ تأثير كبير على كل من الخرسانة العادية والخرسانة البوليمرية، حيث سجلت الأولى ۰.۹۰ mt وسجلت الأخيرة أقل بكثير من ٠.١٤، مما يشير إلى انخفاض بنسبة ٧٥% علاوة على ذلك، عند النظر في نتائج الترجيح (نتيجة النقطة المتوسطة) (Midpoint results)، فقد وجد أن تأثيرات بيئية محددة.
مثل الاحتباس الحراري، وتأثيرات الطاقة غير العضوية التنفسية (Respiratory Inorganic)، والطاقة غير المتجددة، كان لها تأثير أكثر أهمية بشكل عام على وجه التحديد، وجد أن احتمالية الاحتباس الحراري تبلغ ٨.٩٥ كجم من مكافئ ثاني أكسيد الكربون (CO2, كجم من مكافئ ثاني أكسيد الكربون (Kg CO2).eg للبوليمر والخرسانة العادية على التوالي.
وأخيرا، أظهرت نتيجة نقطة النهاية (Endpoint results) أن صحة الإنسان هي الأكثر تأثرا، مع انخفاض إجمالي قدره ٨٤.٢٤.
كان معدل DALY المسجل للخرسانة العادية هو 06٣.٦٩-، بينما كان للخرسانة البوليمرية 07٥.٨-E.
في النهاية، تشير نتائج هذه الدراسة إلى أن الخرسانة البوليمرية يمكن أن تكون بديلا أكثر استدامة للخرسانة التقليدية لتطبيقات محددة.
ومن جانب آخر، إحدى الصعوبات الرئيسية التي تواجه تطبيق الخرسانة البوليمرية في صناعة البناء والتشييد هي تكلفتها المرتفعة مقارنة بالخرسانة التقليدية.
لذا تتطلب عملية إنتاج الخرسانة البوليمرية معدات وخبرات متخصصة، مما قد يزيد من التكلفة الإجمالية للمادة بالإضافة إلى ذلك، قد يتطلب استخدام الخرسانة البوليمرية تغييرات في تقنيات البناء ومواصفات التصميم، الأمر الذي قد يمثل تحديا للمقاولين والمهندسين الذين اعتادوا العمل مع المواد التقليدية.
علاوة على ذلك، فإن المتانة والأداء طويل المدى للخرسانة البوليمرية في بعض التطبيقات لم يتم دراستها على نطاق واسع وقد تتطلب المزيد من البحث والاختيار.
وأخيرا فإن توفر المواد الخام والتخلص من النفايات من عملية الإنتاج قد يشكل أيضا تحديات في اعتماد الخرسانة البوليمرية على نطاق واسع في صناعة البناء والتشييد.
Abstract EN
The building material industry has the largest share in global environmental emissions.
this research investigates the environmental impact of polymeric concrete compared to conventional concrete in the construction of a new clinic at Assiut university hospital in Egypt.
a life cycle assessment (LCA) was conducted from raw material extraction to production stage (cradle to gate stage) using Simapro v9.5 software.
all environmental impact has been investigated using the impact 2002+ method using the midpoint and endpoint results.
the LCA results showed that polymeric concrete had a lower environmental impact than conventional concrete regarding global warming, acidification, and eutrophication potential.
in terms of the single score outcomes, climate change had a significant impact on both ordinary and polymer concrete, with the former scoring 0.90 MPT and the latter recording a much lower 0.14 MPT, indicating a 75% reduction.
furthermore, when considering the weighting results (midpoint result), it was found that specific environmental impacts, such as global warming, respiratory inorganic, and non-renewable energy impacts.
had a more significant effect overall.
specifically, the global warming potential was found to be 8.95 kg co2 eq.
and 1.38 kg co2 eq.
for polymer and ordinary concrete, respectively.
lastly, the endpoint result showed that human health was impacted the most, with a total reduction of 84.24%.
the daly recorded for ordinary concrete was 3.69e-06, whereas, for polymer concrete, it was 5.8e-07.
the findings of this study suggest that polymeric concrete can be a more sustainable alternative to conventional concrete for specific applications.
one of the main difficulties faced in applying polymer concrete in the construction industry is its higher cost compared to conventional concrete.
the production process of polymer concrete requires specialized equipment and expertise, which can increase the overall cost of the material.
additionally, the use of polymer concrete may require changes in construction techniques and design specifications, which can be challenging for contractors and engineers who are used to working with conventional materials.
moreover, the durability and long-term performance of polymer concrete in certain applications have not been extensively studied and may require further research and testing.
finally, the availability of raw materials and the disposal of waste materials from the production process may also pose challenges in the widespread adoption of polymer concrete in the construction industry.
American Psychological Association (APA)
Ali, Ahmad Abd al-Muntalib Muhammad. 2023. Comparative life cycle assessment of polymeric and conventional concrete for sustainable construction: a case study of a new clinic at Assiut university hospital in Egypt. Journal of Engineering Sciences،Vol. 51, no. 6, pp.449-467.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1518363
Modern Language Association (MLA)
Ali, Ahmad Abd al-Muntalib Muhammad. Comparative life cycle assessment of polymeric and conventional concrete for sustainable construction: a case study of a new clinic at Assiut university hospital in Egypt. Journal of Engineering Sciences Vol. 51, no. 6 (Nov. 2023), pp.449-467.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1518363
American Medical Association (AMA)
Ali, Ahmad Abd al-Muntalib Muhammad. Comparative life cycle assessment of polymeric and conventional concrete for sustainable construction: a case study of a new clinic at Assiut university hospital in Egypt. Journal of Engineering Sciences. 2023. Vol. 51, no. 6, pp.449-467.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1518363
Data Type
Journal Articles
Language
English
Notes
Includes bibliographical references: p. 463-466
Record ID
BIM-1518363