تحقیق مزایا و معایب استفاده از بتن بازیافتی

تعداد صفحات: ۶۲ | قابل ویرایش

مقاومت بتن بازیافتی در برابر سیکلهای ذوب شدن و یخ زدن

این مقاله به بررسی مقاومت بتن با دانه های بازیافتی (Recycled Aggregate Concrete) در برابر سیکلهای یخ زدن و ذوب شدن می پردازد و آن را با بتنهای طبیعی (معمولی) (Natural Aggregate Concrete) مقایسه می‌کند. این بررسی ها و نتایج حاصل یک سری آزمایشات علمی است که در آزمایشگاه صورت گرفته است.

سه حالت مختلف برای مقایسه بتنهای RAC و NAC درنظر گرفته می شود:

حالت یکم (Case I): استفاده از یک نسبت آب به سیمان متوسط  با مقدار ۰.۴۷ را مورد رسیدگی قرار می دهد (base Mixture) که برای RAC و NAC استفاده می شود.

حالت دوم (Case II): در این حالت با کم کردن نسبت آب به سیمان  از ۰.۴۷ به ۰.۲۹ حالتی را پدید می آورد که متفاوت از حالت اول خواهد بود که به آن بتن با عملکرد بالا گویند. (Concrete High-Performance)

حالت سوم (Case III): با اضافه کردن %۵ مواد هوازا به بتن اصلی (base Mixture) این حالت را پدید می آوریم.

عملکرد بتن RAC (بتن بازیافتی) در حالتهای I و II به دلیل استفاده از دانه های بازیافتی خوب نخواهد بود. این نتیجه با بتن NAC مقایسه می شود که به دوام کامل رسیده است و نهایتاً نتیجه گرفته می شود که اگر در بتن RAC از مواد هوازا استفاده شود دوام بتن RAC به اندازه بتن NAC خواهد شد.

مقدمه

امروزه استفاده از بتن های بازیافتی به یکی از مهمترین مسائل تبدیل شده است و اقتصاد توجه زیادی به استفاده از بتن بازیافتی (RAC) دارد.

تخمین زده شده است که نزدیک ۱۵۰ میلیون تن قلوه سنگ برای تهیه سنگدانه های بتن سالیانه در ایالات متحده آمریکا تولید می شود و به مصرف می رسد. حال اگر این حجم بالای مصالح سنگی می توانست از مصالح گذشته و قدیمی بازیافت شود دیگر معادن شن و ماسه رو به کاهش و نابودی نمی رفت.

بنابراین استفاده از بتن سازه های فرسوده و راهها که عمر مفید خود را کرده اند جهت ساختن بتن با دانه های بازیافتی شاید نتواند که به طور کامل در نگه داشتن ذخایر و منابع طبیعی کمک کند ولی می تواند که از هدر رفتن یک حجم بزرگی از این منابع خدادادی کمک کند. همچنین استفاده از بتنهای RAC به تخریب نشدن محیط زیست نیز کمک بزرگی خواهد کرد.

استفاده از بتن های بازیافتی با تخریب بتن های فرسوده در دهه های گذشته منافعی را برای انسانها به دنبال داشته است. به عنوان مثال در سال ۱۹۸۰ بخش حمل و نقل مینسوتا (Minnesota) توانست ۱۹ مایل از یک مسیر مسطح را با بتن بازیافتی بپوشاند و تقریباً ۶۰۰ هزار دلار صرفه جویی اقتصادی داشته باشد.

ترکیبات شیمیایی

ترکیبات شیمیایی شامل سوفونات نفتالین فرمالدئین شده است. (Sulfonated naphthalene Formal) دانه های بازیافتی به وسیله خرد کردن نمونه های قدیمی استوانه ای که در آزمایشات قبلی در آزمایشگاه مورد استفاده قرار گرفته است تهیه شده است. ابعاد خرد شده (۱۲in×۶) ۳۰۵mm×۱۵۲ می‌باشد.

روش خرد کردن به این ترتیب است که ابتدا هرکدام از نمونه های بتنی استوانه‌ای را به دو قسمت تبدیل می کنند سپس در داخل دستگاه خردکننده می‌اندازند. دستگاه آرواره هایی که این آرواره ها به میزان ۱in باز و بسته می‌شوند. با باز شدن و بسته شدن آرواره های دستگاه نمونه ها خرد می‌شوند. سپس به وسیله یک سرند که به صورت اتوماتیک حرکت می کند (Sieve Shaker) دانه های خرد شده به چهار اندازه مختلف تقسیم می شوند و برای تهیه بتن RAC آماده می شود بر طبق ASTMC33.

لازم به تذکر است که دانه های بازیافتی و دانه های طبیعی در تهیه بتن RAC و NAC به صورت خشک مورد استفاده قرار می گیرند.

آزمایش ذوب شدن و یخ زدن

مقاومت بتن در برابر ذوب شدن و یخ زدن به وسیله نمونه منشوری  مطابق ASTMC666، روش A، تعیین می شود. سیکلهای ذوب شدن و یخ زدن به این ترتیب است که ابتدا درجه نمونه بتنی منشوری از به کاهش و سپس از به (به) افزایش می یابد.

بعد از ۱۴ روز که از عمل آوردن (Curing) نمونه ها در محیط مرطوب استاندارد گذشت (همانطور که در روش آزمایش مشخص شده) سه نمونه از هر اختلاط وزن و برای فرکانس عرضی اصلی (Frequency Fundamental Transvers) آزمایش می شود برطبق ASTM215.

نمونه ها مورد آزمایش قرار می گیرند برای فرکانس های بسامد افزار (پرطنین) و هر ۳۶ بار که سیکل ذوب شدن و یخ زدن صورت گرفت وزن می شوند این کار ادامه دارد تا وقتی که سیکلهای ذوب شدن و یخ زدن به ۳۰۰ مرتبه برسد یا مربع مقدار فرکانس عرضی اصلی کمتر از %۶۰ مقدار فرکانس عرضی آغازین برسد.