بخشی از مقاله
چکیده
بتن به عنوان پرکاربردترین مصالح ساختمانی در حال حاضر به صورت وسیعی در ساخت و ساز مورد استفاده قرار میگیرد از این رو هر پژوهشی با هدف کاهش هزینه ها و نوآوری برای ایجاد روش جدید تولید این ماده با اثرات کمتر زیست محیطیکاملاً توجیه پذیر است. در ضمن تنوع کاربرد این محصول در اماکن و موارد مختلف، وجود بتن با مشخصات مختلف را توجیه پذیر میسازد. دلیل استفاده از بتن با سنگدانه های شیشه ای میتواند جلوگیری از تخریب بیشتر محیط زیست با استفاده مجدد از شیشه های ضایعاتی که قابل بازیافتند وهمچنین در صورت امکان بهبود برخی مشخصات بتن باشد. پس برای تهیه این بتن ابتدا مقدار کافی خرده شیشه که بصورت شیشه ضایعاتی موجود میباشد جمع آوری نموده و پس از خرد کردن این شیشه ها و تامین مقداری شن و ماسه طبیعی و سیمان، تعدادی نمونه استوانه ای استاندارد از بتن با سنگدانه های کامل شیشه ای، تعدادی نمونه دیگر با سنگدانه های نصف شیشه ای و نصف طبیعی و به همان تعداد نیز نمونه ها ی شاهد با سنگدانه ها ی طبیعی در شرایط کاملاً یکسان از لحاظ ساخت و نگهداری، تهیه می شوند. طبق نتایج کسب شده مشخص می شود که وجود شیشه در بتن به طور آشکار سبب افزایش مقاومت الکتریکی، که نشاندهنده ی کاهش نفوذپذیری است، می شود. ولی در مجموع با نظر گرفتن
نتایج آزمایش مقاومت فشاری، بتن با سنگدانه های نصف شیشه ای و نصف طبیعی با حفظ مقاومت فشاری نهایی بتن در حد بتن معمولی، نفوذ پذیری بتن را نیز کاهش می دهد. در نتیجه کاربرد این نوع بتن در اماکن در معرض خوردگی خود، توجیه پذیر و اقتصادی نیز می باشد.
جنبه دیگر این تحقیق تولید کف پوش یا موزائیک تزئینی با استفاده از شیشه های رنگی تفکیک شده از شیشه های ضایعاتی بوده که می تواند برای مکانهای در معرض دید مانند برخی امور محوطه سازی و نماسازی کاربرد داشته باشد. این بخش تحقیق نیز نتیجه مطلوبی در بر داشت که علاوه بر اثر محیطی، ارزش افزوده ای به یک ماده ضایعاتی می بخشد.
واژه های کلیدی
بتن با سنگدانه هـای شیشـه ای، مقاومـت الکتریکـی بـتن، مقاومت فشاری بتن، نفوذ پذیری، اثر زیست محیطی.
مقدمه
سالانه هزاران تن از شیشه ضایعاتی بدون هیچ گونه بازیافتی در طبیعت رها شده و با توجه به اینکه شیشه یکی از پایدار ترین مواد در برابر واکنش های شیمیایی است[9] این مسئله آلودگی محیط زیست را در پی داشته و از طرف دیگر بازیافت یا استفاده نکردن مجدد از آنها سبب شده که هیچ ارزش افزوده ای برای این مواد ضایعاتی بدست نیاید. از این رو با جایگزینی مناسب خرده شیشه های ضایعاتی به جای سنگدانه های بکار رفته در بتن میتوان علاوه بر صرفه اقتصادی محتمل ناشی از عدم استفاده از سنگدانه های طبیعی ، از هزینه دفع این گونه ضایعات و همچنین صدمات زیست محیطی ناشی از آن و برداشت بی رویه از منابع سنگدانه های طبیعی موجود جلوگیری به عمل آورد.ضمناً بتن برای هر نوع کاربری مشخصات ویژه خود را می طلبد و الزامی به کاربرد یک نوع بتن برای تمام امور نیست چرا که از نظر دیدگاه مهندسی نیز کاربرد بتنی با مقاومت خیلی بالا ولی آسیب پذیر در برابر عوامل مخرب مثل نفوذ آب در
3039 | P a g e
جایی که بتن تحت بار زیادی نیست، ولی در معرض نفوذ آب یا مواد مخرب دیگر بوده، خلاف اصول مهندسی است.
بــا توجــه بــه ایــن مطلــب هــدف کلــی از ایــن تحقیــق جایگزینی سنگدانه های ریز و درشت بتن بـا شیشـه هـای ضایعاتی که بشکل مناسب خرد و الک شده اند، مـی باشـد. پس از ساختن نمونه های اولیه این بتن، آزمایشهای مقاومت فشاری و مقاومت الکتریکی بر روی این نمونه ها انجام شده که از این طریق می توان مقاومت فشـاری و دوام ایـن نـوع بتن را در برابر خوردگی ناشـی از نفوذپـذیری تشـخیص داد وپس از مقایسه با بتن معمولی، کاربری ایـن بـتن را تعیـین نمود. همچنین امکان تولید محصولی پـیش سـاخته از نـوع کف پوش یا موزائیک با ظاهری جدید بـا اسـتفاده از خـرده شیشه هـای رنگـی بـرای کـاربری هـای محوطـه سـازی و زیباسازی نما در این تحقیق مورد بررسی قرار می گیرد.
در مورد پیشینه تحقیق بیشتر موارد مربوط به تحقیقات خارج کشور می شود که در بیشتر موارد به جایگزینی شیشه به عنوان ریزدانه1 در بتن و نه به جای کـل سـنگدانه هـا و همچنین به مسئله واکنش قلیایی سیلیکاتی2 سـنگدانه هـا پرداخته شده، بدون ذکر جزییات و روش سـ اخت، جزییـات آزمایش ها، تخمین نفوذ پذیری [ 1]، [2] ، [3]، [4]، [ 5] ،[6] و[7] و تعیین مزایـا و مـوارد ممکـن بـرای کـاربرد در کارهای عملیاتی و بررسی مدیریتی امکان اسـتفاده از ایـن نوع بتن، ارائه شده اند، در حالی که در این تحقیق علاوه بر حالتی که در آن تمام سنگدانه های مورد نیاز در بـتن بـا خرده شیشه هایی ضایعاتی جایگزین شـدند، حالـت نصـف خرده شیشه و نصف سنگدانه طبیعی هم با بتن معمولی کـه کل سنگدانه ها طبیعی هسـتند مقایسـه گردیـد. در ضـمن علاوه بر انجام آزمایش مقاومت فشـاری بـر روی نمونـه هـا آزمایش غیر مخرب تعیین مقاومت الکتریکی بـرای تخمـین نفوذ پذیری و در نتیجه دوام[8] این نـوع بـتن انجـام شـده است . همچنین امکان تولید نـوعی کفپـوش تزئینـی بـرای زیباسازی محوطه ها ، معابر در معرض دید بوسـیله خـرده شیشه های رنگی تفکیـک شـده از شیشـه هـای ضـایعاتی، بررسی گردید.
fine aggregate1
Alkali -Silica Reaction ASR2
بدنه اصلی مقاله
برای شروع این تحقیق ابتدا به مقـدار کـافی شیشـه هـای ضایعاتی از چند مغازه شیشه بری تهیه شد که این کار بدون پرداخت هزینه ای انجام شد چرا که خود مغازه های شیشـه بری برای دفع این ضـایعات بـا مشـکل روبـرو بودنـد. البتـه مقداری بطری شیشه ای نیز برای این امر جمع آوری شـده بود(تصویر.(1
پس از این مرحله با استفاده از یک ظرف فلزی و پتک شروع به خرد کردن شیشه ها و تبدیل آنها به خرده شیشه کرده (تصویر(2 و سپس با الکهای استاندارد آنها را الک نموده تا خرده شیشه ها به سه قسمت کلی با اندازه های شن ، ماسه و پودر با دانه بندی مناسب برای تهیه بتن تفکیک شوند(تصویر.(3
تصویر:1 شیشه های ضایعاتی جمع آوری شده
تصویر:2 خرد کردن شیشه های ضایعاتی
3040 | P a g e
تصویر:3 خرد و الک نمودن شیشه ها
با آماده سازی خرده شیشه ها(تصویر(4، ساخت بتن آغاز شد. جهت انجام آزمایش هجده عدد نمونه استوانه ای استاندارد به قطر 15و به ارتفاع 30 سانتیمتر طی سه مرحله با سه ترکیب مختلف تهیه شد . شش عدد با ترکیب سنگدانه کامل شیشه ای ، شش عدد با ترکیب نصف سنگدانه ها شیشه ای و نصف طبیعی (نصف مقدار ماسه و نصف مقدار شن) و شش عدد نمونه شاهد با سنگدانه طبیعی در شرایط یکسان تهیه شد . در ادامه شرایط محیط ، مشخصات مواد و شرح چگونگی تهیه نمونه ها آورده شده.
تصویر:4 خرده شیشه های آماده شده
دمای محیط 35 درجه سانتیگراد ، رطوبت نسبی %20 ، دمای آب افزوده شده 28 درجه ، نوع سیمان مصرفی پرتلند معمولی نوع2 و با طرح اختلاط 1200 کیلو شن،600 ماسه،350 سیمان، 175 آب .
طریقه اختلاط و ریختن بتن به این گونه بود که ابتدا کل شن را با نصف سیمان و نصف آب مخلوط کرده خوب
بهم زده پس از مدتی ماسه و نصف دیگر سیمان با یک چهارم آب اضافه شده و دوباره هم زده ، در آخر هم یک چهارم دیگر آب را ریخته و پس از کمی هم زدن بتن آماده شد (تصویر(5 و برای ریختن در قالب ابتدا سطح قالب ها را با روغن مخصوص استاندارد قالب بخوبی آغشته کرده، بتن آماده را طی سه مرحله در قالبها ریخته که در بین آنها به عنوان ویبره از ضربات چکش لاستیکی به بدنه قالب و ضربات محدودی تخماق بر روی بتن برای پر کردن فضای خالی استفاده گردید (تصویر.(6 پس از پر شدن قالب ها ، آنها را در فضایی دور از نور خورشید قرار داده و سه مرتبه به فاصله پنج ساعت به آنها آب داده و پس از بیست ساعت از قالب ها خارجکرده و بصورت کاملاً مستغرق در آب نگه داشته شدند(تصویر.(7
