بخشی از مقاله
چکیده
در دنیای پیشرفته امروزی و با توجه به پیشرفتهای صورت گرفته در زمینههای مختلف علمی، صنعت بتن نیز دچار تحول گردیده، تولید بتن سبک نیز حاصل همین پیشرفتها میباشد؛ بتنی که علاوه بر کاهش بار مرده ساختمان از نیروی وارد بر سازه در اثر شتاب زلزله میکاهد و در صورت تخریب، وزن آوار حاصل نیز کاهش مییابد و امروزه آنرا به عنوان بتن قرن مینامند. بتن سبک با توجه به ویژگیهای خاصی که دارد دارای کاربردهای مختلف میباشد، که بر حسب وزن مخصوص و مقاومت فشاری آن تفکیک میگردد. صنایع ساختمانی یکی از بزرگترین مصرفکنندههای مواد پلیمری هستند که 25 تا 30 درصد کل حجم پلیمرهای تولید شده را مصرف میکنند. در حال حاضر پرمصرفترین مصالح ساختمانی مورد مصرف بتن میباشد که قیمت پایین آن، راحتی استفاده و استحکام فشاری مناسب، دلایل اصلی پذیرش عمومی آن است. اما بتن دارای نقایصی است لذا تلاشهایی در جهت ارتقاء کیفیت و اختلاط بتن با مواد پلیمری آغاز گردید.
همانطور که میدانیم مقاومت بتن به پارامترهای متعددی از جمله نوع مصالح سنگی، نوع سیمان و آب بستگی دارد. بدون شک، تغییر در نوع و میزان هر یک از پارامترهای فوق بر مقاومت بتن تأثیر میگذارد. در این مطالعه به بررسی استفاده از پلی اتیلن ترفتالات بازیافتی حاصل از بطریهای نوشیدنی به عنوان جایگزین 3، 5، 7، 10و 20 درصد از حجم ماسه در ترکیبات بتنکفی پرداخته شده است. بدین منظور نمونههایی با عیارهای مختلف سیمان و دانهبندیهای مختلف ساخته شده و در نهایت از بین نمونه های ساخته شده مقاومت فشاری در سنین 7 و 28 روزه اندازه گیری گردید.
این نتایج نشان میدهد که با اضافه کردن 3 درصد PET در بتن، مقاومت فشاری در سنین مختلف افزایش یافته است و در ادامه هر چه درصد استفاده از PET افزایش پیدا کرد، مقاومت فشاری سیر نزولی به خود گرفت. همچنین با افزایش درصد PET ، چگالی آن کاهش یافت. تعیین کارایی بتنکفی به صورت چشمی می باشد اما به دلیل اینکه هیچ استانداردی برای تعیین کارایی فومبتن وجود ندارد، بنابراین ذرات PET تأثیری بر روی کارایی بتنکفی ندارد.
واژههای کلیدی: بتنکفی، PET، مقاومت فشاری، چگالی، کارایی
-1 مقدمه
مهندسین و معماران سازنده ساختمان در دنیا با استفاده از بتن سبک در قسمتهای مختلف بنا با سبک کردن وزن ساختمان به طور مستقیم - به لحاظ سبکی ویژه این نوع بتن - و صرفه جویی در مصرف انرژی به طور غیر مستقیم - به لحاظ عایق بودن این نوع بتن در مقابل سرما و گرما و در نتیجه کاهش میزان مواد سوختی - از لحاظ اقتصادی امروزه گامهای بلند و مهمی در صنعت ساختمان برداشتهاند.
بتن سبک یا فومبتن بعنوان مصالحی که چگالی آن بطور قابل ملاحظهای از بتن معمولی پایینتر است نقش مؤثری در کاهش وزن ساختمانها، بخصوص در قسمت غیر سازه ای داراست. عمدهترین و اصلی ترین کاربردهای بتن سبک که امروزه در ایران، شاهد آن هستیم شامل بلوکهای سبک سقفی و دیواری و همچنین بتن کفسازی و شیب بندی است. در تولید این بتنها عمدتاً از پوکه و مواد صنعتی یا معدنی با چگالی پایین بعنوان سنگدانه و یا پرکننده سبک استفاده میشود. مزایای این نوع بتن در کنار سبک بودن، بالا بودن عایق حرارتی و امکان بریدن با اره، امکان شیار زدن و همچنین بکار بردن میخ و پیچ میباشد .[1]
استفاده از پلیمرها در بتن، پدیده تازهای نیست بلکه استفاده از پلیمرهای طبیعی در بتن به دوران قبل از میلاد برمیگردد. در دوران باستان برای افزایش استحکام و دوام بناها در تهیهی بتنها و ساروجها از آهک استفاده میشد. این بتنها چندان بادوام نبودند، لذا برای بنای مقبرهها و ساختمانهای با اهمیت زیاد نیاز به استفاده از مواد دیگری بود. با گسترش استفاده از پلیمرهای طبیعی در ساختمانسازی در اوایل سال 1909، استحکام و پایداری بناها افزایش یافت. پلیمرهای طبیعی، مواد آلیای هستند که در طبیعت یافت میشوند و در محیط پایدار هستند 2]و.[3
پلاستیکها از اوایل دهه 1930 به بازار عرضه شدند. اما مهمترین دوره پیشرفت آن در دهه 1950 و 1960 میلادی در عرصه تولید و کاربرد انواع پلاستیکها بود. ظرفیت تولید جهانی مواد پلاستیکی در سال 2008 به 260 میلیون تن رسید که 20 تن آن را PET تشکیل میدهد. مصارف گوناگون و زیاد پلاستیکها حجم زبالههای این مواد را نیز افزایش داده است. بازیافت زباله پلیمرها شامل پت به روش های مختلفی انجام می گیرد . یکی از روش های رایج آن، بازیافت مواد نامیده میشود که با جمعآوری، تفکیک و ریز کردن پلاستیکها و استفاده مجدد آنها در چرخه تولیدات میباشد که این پت بازیافتی در جایی که استاندارد کیفی بالایی لازم ندارد، کاربرد دارد.[4]
صنعت بتن به دلیل گستردگی مواد متشکله و کاربرد زیاد، میتواند هدف مناسبی جهت استفاده از زبالههای پلاستیک و پت ضایعاتی در چرخه تولید و ساخت باشد. در سالهای اخیر، محققین مطالعاتشان را روی کاربرد زبالههای پلاستیکی به عنوان جانشینی برای منابع طبیعی گسترش داده اند. زباله پت در تولید پلی یورتانها، چسب رزین پلی استر و فیبر تقویتی استفاده شدند. استفاده از زبالههای پت در تولید مواد فوق، درصد بسیار کمی را به خود اختصاص میدهد و از این رو محققین در چند سال گذشته به تحقیق در استفاده از ذرات پت ضایعاتی به عنوان سنگدانه در بتن پرداختهاند .[5]
همگام با پیشرفت تکنولوژی و روند رو به رشد استفاده از پت در صنعت بستهبندی در دنیا، در ایران نیز پلاستیکها جای خود را در صنعت پیدا کردند و در زندگی امروزه نقش چشمگیری دارند. در این بین انواع نوشیدنیها با استفاده از بطریهای ساخته شده از پت روانه بازار مصرف میگردند و در این میان مشکل دفع مواد زائد حاصل از مصرف پت یکی از مسائل زیست محیطی مهم میباشد. بازیافت پلیمرها به صورتهای مختلف انجام میگیرد و یکی از آنها شامل جمعآوری، تفکیک و دانهدانهسازی پلیمرهای مصرفی و بازگرداندن مجدد آنها به چرخه تولیدات میباشد. پت بازیافتی مذکور در جایی که کیفیت بالا مد نظر نیست میتواند مورد استفاده قرار گیرد. این روش به دلایل متعدد، تنها در بخش کوچکی از تمامی پلیمرها مؤثر میباشد .[6]
از آنجایی که بطریهای نوشیدنی و ظروف یکبار مصرف ساخته شده از پلیاتیلن ترفتالات بهمقدار زیاد در ایران و دیگر کشورها تولید میشود و همچنین تجزیه این مواد در طبیعت نیاز به زمان زیادی در حدود 400 سال دارد؛ که این خود به عنوان یک معضل زیستمحیطی بهشمار میرود.
هدف اصلی از این مطالعه، تحقیق در مورد تأثیر استفاده از خرده زبالههایPET بر روی ویژگیهای بتنکفی - شامل مقاومت فشاری، کارایی و چگالی - حاوی این ذرات در درصدهای مختلف جانشینسازی حجمی آن با ماسه طبیعی می باشد.
-2 طرح آزمایشگاهی
-1-2 مشخصات مصالح مصرفی
-1-1-2 سیمان
سیمان استفاده شده در این مطالعه از نوع پرتلند تیپ II، تولید کارخانه سیمان دشتستان میباشد که مشخصات فیزیکی و شیمیایی آن در جداول 1و 2 آورده شده است 7]و.[8
-2-1-2 مصالح سنگی - ماسه -
مصالح سنگی ریزدانه - ماسه - در این آزمایش از سنگشکن شهرستان دشتستان واقع در استان بوشهر تهیه گردیده است. مشخصات سنگدانههای ریز - ماسه - طبق روشهای تست ASTM - C33 - ، ASTM - C127 - ، ASTM - C128 - ، ASTM - C136 - ، تعیین شده است. مشخصات فیزیکی و شیمیایی سنگدانههای ریز در جدول شماره 3 نشان داده شده است. همچنین نمودار شماره 1 نتایج دانهبندی سنگدانهها را نشان میدهد .[9]
جدول:3 مشخصات فیزیکی و شیمیایی سنگدانههای ریز - ماسه - [9]
