بخشی از مقاله
چکیده
امروزه افزودن مواد مصنوعی به خاك جهت بهبود ویژگی هاي مهندسی آن، به یکی از شیوه هاي مرسوم در ژئوتکنیک تبدیل شده است. که دراین میان استفاده از الیاف و مواد پلاستیکی دور ریز از اهمیت ویژه اي برخوردار است.
چرا که این مواد امروزه یکی مشکل هاي زیست محیطی در جامعه بشریست. در این میان پلاستیک پت که نوعی پلیمر فرآوري شده از مواد نفتی است با توجه به مقاومت بالاي آن در مقابل تجزیه شدن به وسیله عوامل محیطی، از اهمیت زیادي برخوردار است.
افزودن براده هاي پت که در هنگام بازیافت و آسیاب کردن بطري هاي نگهداري سیالات و نوشیدنی ها به عنوان دورریز، دور ریخته می شوند در مخلوط شدن با خاك ویژگی هاي مهندسی آن را تحت تاثیر قرار داده و بهبود می بخشد. آزمایش برش مستقیم بر روي نمونه هاي تهیه شده از دو نوع خاك ماسه اي و رسی که با براده هاي پت با درصد هاي وزنی مختلف مخلوط شده اند انجام شده است، که با توجه به نوع خاك و درصد مواد افزودنی، تنش برشی بیشینه و باقیمانده در هر دو نوع مخلوط افزایش می یابد.
که در مخلوط خاك رس – پت مقدار بیشینه در 20 درصد و در مخلوط ماسه - پت در 30 درصد از مواد افزودنی به مقدار بیشینه خود می رسید و سپس کاهش می یابد. تنش برشی باقیمانده نیز در هر دو نوع خاك روندي مشابه را سپري می نماید. توان بالاي خاك هاي رسی و ماسه اي در پذیرش مواد ضایعاتی پت همراه با افزایش ویژگی هاي مهندسی آنها از اهمیت بالایی در جذب این ضایعات برخوردار باشد.
دیباچه
پلاستیک ها به طور کلی موادي با مقاومت بالا هستند که با اسید ها، بازها و دیگر مواد شیمیایی معمولا به سختی واکنش می دهند یا به هیچ عنوان وارد واکنش نمی شوند. این مواد در مقابل میکرو ارگانیسم ها نیز کاملا مقاوم بوده و در نتیجه زیست تخریب پذیر نیستند یا به عبارتی دیگر در چرخه هاي تولید تا تجزیه وارد مرحله تجزیه نمی شوند. بنابراین این مواد براي سال هاي سال در طبیعت بدون تغییر باقی می مانند و آلودگی زیست محیطی را ایجاد می کنند که مدت زمان بسیار طولانی پایدار می ماند.
یکی از پرمصرف ترین پلاستیک ها، پلی اتیلن ترفتالات با نام اقتصادي و تجاري PET است. پت در زمینه هاي مختلف همچون تولید الیاف، فیلم ها، غشاها، بطري هاي نوشیندنی، بسته بندي و... مورد استفاده قرار می گیرد. از فراوان ترین این فرآورده ي نفتی، بطري هاي نگهداري آب و دیگر سیالات هستند که درحجم بالایی توید و مورد استفاده قرار می گیرند. با وجود اینکه بخش بیشتر پت در تولید الیاف مصنوعی به کار می رود و تنها کمتر از 15 درصد آن به تولید بطري اختصاص دارد. اما این مقدار کم، بیش از 25 درصد از زباله هاي جامد پلاستیکی را تشکیل می دهد.
روش هاي بازیافت مکانیکی و شیمیایی به کار رفته جهت بازیافت پت عملکرد مناسبی از خود نشان می
دهند. مواد بازیافتی معمولا به صورت آسیاب شده با قیمت مناسب خریداري شده و کاربردهاي صنعتی وبهداشتی دارد. بخشی از پت آسیابی به صورت مواد دور ریز در آسیاب کردن از پت پولک - Flake - شده جدا می شود که کاربرد چندانی نداشته و دور ریخته می شود. ارایه کاربردهاي جدید براي این مواد می تواند کاهش مقدار آن در محیط زیست را سبب شد.
از روش هایی که می تواند براي به کار بردن مواد زائد پلاستیکی استفاده شود، استفاده از آنها جهت بهسازي خاك ها به هدف هاي مختلف در مسائل مهندسی است. چنانکه در دهه هاي اخیر در این زمینه نیز پژوهش هایی صورت گرفته است. خاك هاي بهسازي شده به وسیله مواد دور ریز پلاستیک می توانند کاربردهاي در سد سازي، راه سازي، تولید مصالح ساختمانی و... داشته باشند که می توانند با توجه به تجزیه ناپذیري آنها، در عمر مفید سازه بسیار مفید واقع شوند.
از جمه مطالعات انجام شده می توان به پژوهش هاي کریگ - 1994 - و بنسون - 1194 - اشاره کرد که ویژگی هاي ظزفیت باربري کالیفرنیا و پارامترهاي برشی خاك را بهبود بخشیدند.
احمد و محمد - 2006 - خصوصیات مقاومت فشارشی و کششی بتن تهیه شده از مخلوط بهبود یافته با تراشه هاي پت مورد بررسی قرار دادند که بهبود ویژگی هاي مقاومتی بتن را در پی داشت و الیاف و تراشه هاي تولید شده از مواد پلاستیکی جهت مسلح کردن و بهبود ویژگی هاي مقاومتی، نفوذپذیري، انقباض و... به کار رفته است و نتایج مثبتی از خود نشان داده اند.
در این پژوهش نیز تنش برشی بیشینه و باقیمانده دو نوع خاك مخلوط شده با پلاستیک پت مورد بررسی قرار گرفته است که در ادامه به آن پرداخته می شود.
مصالح مصرفی
مصالح مورد استفاده در پژوهش دربرگیرنده دو نوع خاك ماسه اي و رسی و مواد پلاسبتکی پت است که مواد پلاستیکی به صورت مخلوط با ماسه و مخلوط با رس مورد استفاده و آزمایش قرار گرفته است.
خاك ماسه اي
خاك ماسه اي استفاده شده نوع ماسه رودخانه اي - تراس رودخانه - است که از محل رسوبات رودخانه اي غرب تهران نمونه برداري شده است. مطالعات کانی شناسی و آزمایش دانه بندي بر روي این نوع خاك نشان داد که ذرات ماسه از لیتیک هاي آتشفشانی و خرده هاي رسوبی گرد شده تشکیل شده است که علاوه براین، سوزن هاي آمفیبول، پلاژیوکلاز و خرده هاي پیروکسن در آن دیده می شود.
از دیدگاه مهندسی این خاك ماسه اي، ماسه اي با انه بندي بد می باشدکه در طبقه بندي متحد مصالح خاکی در گروه خاك هاي SP قرار می گیرد، خاکی بدون حد روانی و حد خمیري است. منحنی بدست آمده از آزمایش دانه بندي طبق استاندارد - ASTEM D2487 - در نگاره - 2 - و جدول - 1 - آمده است. همان طورکه از نتایج آزمایش مشخص است این خاك داراي درصد کمی گراول است که در پژوهش این مقدار ذرات درشت از خاك حذف شده است.
خاك رسی
خاك استفاده شده در پژوهش از معادن رسی اطراف تهران نمونه گیري شده است که از این خاك جهت کارهاي ساختمان سازي استفاده می شود. نتایج آزمایش دانه بندي بر روي این خاك نشان داده است که این خاك در گروه خاك هاي ریزدانه رسی با مشخصات آمده در جدول - - 1 است که در طبقه بندي ایالات متحده - یونیفاید - در گروه خاك هاي رسی - CL - قرار می گیرد. در آزمایش تعیین حدود آتربرگ - ASTEM - D4318 حدروانی و شاخص خمیري این نوع خاك به ترتیب برابر با 42 و 22.3 است - جدول . - 1 منحنی دانه بندي این خاك در نگاره - 2 - آمده است.
براده هاي پت
همان طورکه در بخش دیباچه آمده است پت نوعی پلیمر فرآوري شده از مواد نفتی با مقاومت بالا در برابر تجزیه می باشد. به همین شوند جزء آلاینده هاي زیست محیطی می باشد که براي مدت هاي بسیار طولانی در طبیعت باقی می ماند. تولید و استفاده از این مواد که بخشی از آن در تولید بطري هاي نوشیدنی و سیالات استفاده می شود - نگاره - 1-a، به طور روز افزون در حال گسترش است. این بطري ها بعد از استفاده اولیه در طبیعت رها می شوند. راه هاي بازیافتی مناسبی براي مواد پلاستیکی پت ارئه شده است که در حال ورود به کشور است اما همه ي روش هاي بازیافتی بر روي پرك پرت - پت آسیاب شده - انجام می شود به همین شوند این بطري ها بعد از آسیاب شدن به صورت چپیس پت در می آیند - نگاره . - 1-b بعد از آسیاب چپیس پت با قیمت مناسبی جهت استفاده دوباره در صنایع پلاستیک به فروش می رسد.
