نشر فريق البروفيسور دو-يول يو من جامعة يونسي الكورية دراسة في مجلة "Cement and Concrete Research"، حيث طور لأول مرة مركب خبث عالي المرونة ومتصلّد بالانفعال (SHSC) خالٍ تمامًا من الإسمنت، باستخدام هيدروكسيد الكالسيوم المسحوق (CH) كمنشّط قلوي.
تتناول الدراسة مشكلة الاعتماد الكبير للمواد المركبة القاعدية الإسمنتية المتصلّدة بالانفعال التقليدية (SHCC/ECC) على إسمنت بورتلاند، مما ينتج عنه انبعاثات كربون أعلى بـ 2.2 مرة من الخرسانة العادية، بالإضافة إلى عيوب أنظمة التنشيط القلوي القائمة على الصوديوم مثل هجرة أيونات الصوديوم الحرة المسببة للزهور و صعوبة استخدام القلويات السائلة القوية في التشغيل. وقد استكشفت الدراسة بشكل منهجي آلية تنظيم تأثير جرعات CH (بنسبة 2.5% إلى 15% من كتلة الخبث) على حركية إماهة الخبث، ودرجة بلمرة الجل، وخصائص الواجهة، وسلوك التشقق المتعدد. وتم تثبيت نسبة الماء إلى المواد الرابطة عند 0.18، مع استبدال 20% من الخبث بغبار السيليكا، وإضافة ألياف البولي إيثيلين (PE) بنسبة حجمية 2% لتحقيق خاصية التصلّد بالانفعال.
أظهرت نتائج اختبارات TG/DTG و pH و ICP-OES أن زيادة جرعة CH ترفع بشكل ملحوظ قلوية محلول مسام النظام، حيث بلغت أعلى قيمة للأس الهيدروجيني 12.32، مما يعزز تكوين جل C-S-H ومنتجات الإماهة الأخرى مثل هيدروكسيد الألومنيوم والمغنيسيوم. أكدت نتائج الرنين النووي المغناطيسي للسيليكون (²⁹Si NMR) أنه مع زيادة جرعة CH من 2.5% إلى 15%، ارتفع متوسط طول سلسلة رباعيات السليكون-أكسجين (MCL) في جل C-S-H من 3.14 إلى 6.29، مما يشير إلى زيادة ملحوظة في درجة بلمرة شبكة السيليكات. أظهر تحليل المجهر الإلكتروني الماسح (SEM) أن زيادة جرعة CH تؤدي إلى تكثيف المنطقة الانتقالية بين الألياف والمصفوفة، مما يزيد بشكل كبير من مقاومة سحب الألياف.
أظهرت اختبارات الخواص الميكانيكية الكلية أنه مع زيادة جرعة CH، ترتفع مقاومة الضغط بشكل ثابت، حيث بلغت مقاومة الضغط لمجموعة 15% CH بعد 28 يومًا 61.9 ميجاباسكال، بزيادة قدرها 18.8% مقارنة بمجموعة 2.5% CH. تجاوز انفعال الشد لجميع المجموعات 8%، وحققت مجموعة 15% CH أفضل أداء شامل بقوة شد 10.05 ميجاباسكال، وانفعال شد 9.19%، وكثافة طاقة انفعال 664.9 كيلوجول/م³، حيث وصلت مطاوعة الشد فيها إلى متطلبات معيار حديد التسليح الإنشائي من الفئة HRB400. أظهر التحليل الكمي باستخدام تقنية ارتباط الصور الرقمية (DIC) أن متوسط عرض التشقق تحت ذروة الانفعال يتراوح بين 89 و127 ميكرومترًا فقط.
أظهرت نتائج تقييم دورة الحياة الكامل أن انبعاثات ثاني أكسيد الكربون لأفضل مجموعة (15% CH) بلغت 409.05 كجم/م³، وهي أقل بنسبة 70.2% من SHCC التقليدي القائم على الإسمنت، وأقل بنسبة 38.01% من نظام التصلّد القائم على تنشيط الصوديوم القلوي؛ وبلغت الطاقة الكامنة 8.50 جيجاجول/م³، وهي أقل بنسبة 23.9% من النظام القائم على الإسمنت.