بخشی از مقاله
چکیده:
صنعت ساخت و ساز در سال های اخیر رشد روز افزونی را تجربه می کند. مصرف سرانه بتن در این صنعت بعد از مصرف سرانه آب در جهان می باشد.
متاسفانه ساخت و ساز با ضایعات و دور ریز هایی همراه است. ضایعات سرامیکی نیز از جمله ضایعات این صنعت به شمار می رود که بخشی از این ضایعات در کارخانه تولید سرامیک و کاشی، برخی در فرآیند حمل و نقل و بار گیری، برخی در هنگام نصب و برخی دیگر هم پس از بهره برداری و یا تعویض سرامیک کهنه و یا تخریب ساختمان انباشته می شود.
جمع شدگی خودزا نوعی جمع شدگی در بتن است که در ساعات اولیه بتن ریزی بلافاصله بعد ازگیرش و بر اثر فرآیند هیدراتاسیون و کاهش رطوبت اتفاق می افتد. اندازه گیری آن باید از کوتاه ترین زمان ممکن بعد از قالب گیری شروع شود و در ساعت اول بدون از دست دادن رطوبت و ترجیحا بدون تغییر دما ادامه یابد. در این نوع جمع شدگی برخلاف جمع شدگی ناشی از خشک شدن کاهش وزن اتفاق نمی افتد.
در سال های اخیر جایگزینی خرده سرامیک ضایعاتی به جای بخشی ازسنگدانه های طبیعی برای کاهش جمع شدگی مورد توجه قرار گرفته است.
خرده سرامیک ضایعاتی به عنوان منبع رطوبت داخلی برای بتن مورد استفاده قرار می گیرد و رطوبت لازم را جهت هیداراتاسیون در اختیار خمیر سیمان قرار می دهد و منجر به عمل آوری داخلی می گردد. در این تحقیق تاثیر جایگزینی درصدهای مختلف سرامیک ضایعاتی درجمع شدگی خودزا و مقاومت فشاری در نسبت آب به پودر0/4 مورد آزمایش قرار گرفت.
نتایج به دست آمده از آزمایش جمع شدگی خودزا به گونه ای بود که با افزودن خرده سرامیک ضایعاتی تا 30 درصد وزنی سنگدانه ریز طبیعی و 15 درصد وزنی پودر سرامیک به جای سیمان سبب کاهش جمع شدگی خودزا و نقش سرامیک به عنوان یک عمل آورنده داخلی مشخص شد. همچنین با اندازه گیری مقاومت فشاری 7، 28و 56 روزه در نمونه های اندازه گیری شده به این نتیجه رسید که جایگزینی خرده سرامیک ضایعاتی در مخلوط های ساخته شده تا 20 درصد وزنی سنگدانه ریز طبیعی و 10 درصد وزنی پودر سرامیک ضایعاتی به جای سیمان با افزایش و بهبود مقاومت فشاری نسبت به نمونه شاهد و سپس با جایگزینی خرده سرامیک ضایعاتی در مخلوط های ساخته شده تا 30 درصد وزنی سنگدانه ریز طبیعی و 15 درصد وزنی پودر سرامیک ضایعاتی با کاهش مقاومت فشاری همراه است، اگرچه مقاومت فشاری مخلوط از مقاومت فشاری نمونه شاهد کمتر نشده است.
-1 مقدمه:
تولید سالانه کاشی و سرامیک در ایران در حدود 400 میلیون مترمربع است، که با این میزان تولید، ایران در رتبه چهارم تولید کاشی در جهان قرار دارد. استان یزد با ظرفیت تولید بیش از 280 میلیون متر مربع انواع کاشی و سرامیک، 70 درصد تولید کشور را به خود اختصاص داده است.
خرده سرامیک ضایعاتی قابلیت جذب آب بالایی دارد و می تواند در زمان مناسب در اختیار خمیر سیمان قرار داده و موجب عمل آوری داخلی گردد. به طور کلی بررسی های محدودی بر روی خواص سرامیک ضایعاتی و استفاده آن به عنوان جزئی از بتن صورت گرفته است.
در سال 2009 آقای سوزوکی و همکاران[6] پیشنهاد جایگزینی سرامیک ضایعاتی در بخشی از بتن پر مقاومت را به عنوان یک عمل آورنده داخلی دادند. جایگزینی تا 40 درصد وزنی سنگدانه طبیعی با سرامیک ضایعاتی منجر به کاهش جمع شدگی خودزا و تنش های داخلی ناچیز و افزایش مقاومت فشاری شده است.
در مطالعه ای دیگر آننا هالیکا و همکارانش[7] بررسی های خود را بر روی جایگزین کردن سرامیک ضایعاتی به جای سنگدانه انجام دادند. تولید دانه - خرد کردن، تقسیم ذرات به دو گروه - ذرات ریز و درشت و ایجاد تناسب ریز به درشت دانه - و طراحی مخلوط بتن انجام شد. بتن تست شده مقاومت فشاری و مقاومت در برابر سایش بالا را نشان داد.
-2 مصالح:
سرامیک مشتق از زبان یونانی به معنای سفالینه یا شی پخته شده است و بطورکلی اجزا تشکیل دهنده اصلی آن مواد غیرآلی و غیرفلزی و غیر معدنی می باشد.
در فرآیند تولید دانه سرامیکی، ابتدا سرامیک عاری از هر گونه آلودگی که از قبل شستوشو داده شده در داخل سنگ شکن قرار داده و سرامیک خرد شده بر روی الک 4 ریخته شد. دانه های بزرگ تر ازالک 4 برای خرد شدن مجدد داخل سنگ شکن ریخته و عبوری از الک و مانده بر روی الک 16به عنوان ریز دانه در نظر گرفته شده است. دانه های باقی مانده در زیر الک 16 به داخل آسیاب گلوله ای ریخته و دانه های بین الک 100 و 200 به عنوان پودر سرامیک در نظر گرفته شد. 4 طرح مخلوط با نسبت آب به پودر 0/4 با درصد های مختلف دانه و پودر سرامیک ضایعاتی مورد بررسی قرار گرفت. مشخصات دانه های به کار رفته شده در این تحقیق در جدول 1 آمده است.
جدول-1 مشخصات مصالح بدست آمده طبق ASTM C 128
برای ساخت طرح مخلوط از آب آشامیدنی شهر یزد و همچنین سیمان تیپ کارخانه نایین استفاده شد.
نام گذاری نمونه ها بر حسب درصد جایگزینی پودر و خرده سرامیک ضایعاتی طبق جدول 2 می باشد.
جدول -2 نام گذاری نمونه ها
-3 شرح آزمایش های انجام شده:
جهت انجام آزمایشات مقاومت فشاری طبق BS1881-83، نمونه های بتنی حاوی سرامیک ضایعاتی، از قالب های مکعبی 150 150 150میلی متری استفاده شده است. جهت عمل آوری، نمونه ها در حوضچه آب آهک اشباع تا سنین 7، 28 و 56 روزه قرار گرفتند. مطابق شکل 1 زیر دستگاه پرس قرار گرفته و بار یکنواخت به نمونه وارد و این عمل توسط دو فک سنگین صورت می گیرد. اساس کار این دستگاه به گونه ای است که فشار را به اندازه ای افزایش می دهد تا نمونه از هم گسیخته شود.
شکل -1 آزمایش مقاومت فشاری
برای اندازه گیری جمع شدگی خودزا همان طور که در شکل 2 مشاهده می شود، ابتدا قالب برنجی دو تکه را برروی صفحه گذاشته و با کمک پیچ هایی که در دو طرف صفحه قرار دارد، محکم می شود
