بخشی از مقاله
*** این فایل شامل تعدادی فرمول می باشد و در سایت قابل نمایش نیست ***
استفاده از ذرات لاستيک تاير ضايعاتي در موانع بتني کنار و وسط جاده ها به منظور کاهش خسارات ناشي از برخورد وسايل نقليه به آنها
چکيده
رشد روز افزون وسايل نقليه در جوامع بشري و در نتيجه افـزايش لاستيک تايرفرسوده ناشي از آنها،مشکلات زيست محيطي وسيعي را به وجود آورده است . در اين تحقيق سـعي شـده بـا اسـتفاده از ذرات لاستک تاير فرسوده در اندازه کوچکتر از ١ميليمتر در کامپوزيت هاي سيماني نوع جديدي از موانع بتنـي امنيتـي کنـار و وسـط جـاده هـا معرفي شود و برتري توليد جديد نسبت به موانع ساخته شده با بـتن معمـولي ذکــر گــردد. اســتفاده از ذرات لاســتيک تــاير فرســوده در کامپوزيت هاي سيماني و بـه طـور تکميلـي در بـتن ، موجـب ايجـاد محصولي با انعطـاف پـذيري و جـذب انـرژي زيـاد شـده و خـسارات کمتري را در زمان برخورد وسايل نقليه با موانع بتني بـه دنبـال دارد. ٥ نسبت حجمي از ذرات لاستيک فرسوده از ١٠% تـا ٥٠% جانـشين سـيمان در مـاتريس کامپزيـت سـيماني در نمونـه مکعبـي بـا ابعـاد (٥٠*٥٠*٥٠ ) ميليمتـر آزمـايش شـده اسـت . آژمـايش هـا شـامل مقاومت خمشي و بررسي زمان شکست خمـشي ، مقاومـت فـشاري، آزمايش التراسونيک ومقاومت فشاري مي باش . مقاوت خمشي نمونـه هاي حاوي ٢٠ % لاستيک از بقيه بيـشتر اسـت و گرچـه بـا افـزايش ميزان لاستيک در مـاترس سـيماني مقـدار مقاومـت فـشاري نمونـه کاهش مي يابد اما زمان شکست نمونه و جـذب انـرژي در نمونـه هـا آفزايش مي يابد و امواج ناشي از برخورد با سرعت کمتري منتقل مي شود. در نتيجه در هنگام برخورد وسـايل نقليـه در زمـان تـصادف بـا موانع کنار جاده ها به دليل خصوصيات انعطافي و جـذب انـرژي بـالا خسارات کمتري به وسايل نقليه وارد مـي گـردد و تـصادف از شـدت کمتري برخوردار مي شود.
کلمات کليدي: موانع بتني کنـار جـاده ، لاسـتيک تـاير فرسـوده ، کاهش خسارات در تصادفات ، کامپوزيت سيماني منعطف
مقدمه
معمولا در بسياري از راههاي کـشور مـا،بخـش قابـل تـوجهي از تصادفات در نتيجه انحراف خودروها از مسير اصلي و رانـده شـدن بـه حاشيه جاده است ، که به منظور کاهش مرگ و ميرناشي از تـصادفات مرتبط با اينگونه حوادث ، بر آن شديم تا قبل از وقوع حادثـه بـستر و حفاظ مناسبي را در حاشيه راهها تامين کنيم ، در اين راستا استفاده از حفاظهاي بتني حاوي لاستيک تاير ضايعاتي را م توان بـه عنـوان موانع مناسبي در کنار و وسط جاده هـا پيـشنهاد کـرد.شـکل ١و٢ . اهداف اجراي موانـع و حفـاظ هـاي بتنـي حـاوي لاسـتيک تـاير ضايعاتي را مي توان در کاهش خسارت جاني و مـالي نـام بـر .بـدين صورت که در اصابت خودرو به حفاظ بتني جديـد تلفـات جـاني بـه شدت کاهش يافته و تعداد زخمـي نيزکـاهش قابـل تـوجهي خواهـد داشت زيرا با توجه به اين که حفـاظ بتنـي جديـد بخـشي از انـرژي اصابت را به خود جـذب مينمايـد و از واژگـوني خـودرو يـا بازگـشت مجدد به درون جاده و تصادفات بعدي جلوگيري مي نمايد.
شکل ١: حفاظ بتني کنار جاده
شکل ٢: حفاظ بتني وسط جاده
علاوه بر فوايد ذکر شـده مـي تـوان آن را بـه عنـوان يکـي از راه حلهايي که براي حل مشکل آلودگي محيط زيست ناشي از لاسـتيک تاير ضايعاتي پيشنهاد کـرد. سياسـت هـاي توسـعه پايـدار در جهـان امروزي اقتضا مي کند تـا راهکارهـايي جهـت کـاهش آلاينـده هـاي زيست محيطي مورد توجه قرار گيرد.از جمله آلاينده هاي مهمي کـه در چرخه بازيافت طبيعت تجزيه نمي شود لاسـتيک هـاي مـستعمل خودروها مي باشند که با توجه به گسترش روزافزون صـنعت خـودرو سازي لازم است تا راهکار هاي مناسبي براي کـاربرد آنهـا انديـشيده شود. شکل ٣.
هر چند استفاده از لاستيک در آسفالت بيشتر از يک دهـه اسـت که صورت مي گيرد اما کاربرد آن در بتن بتازگي صورت گرفته اسـت و تحقيقات زيـادي بـر امکـان سـنجي آن انجـام شـده . هرچنـد ايـن تحقيقات هنوز کامل نشده است اما روشهاي آزمايشي مختلفـي بـراي کاربرد اين لاستيک ها حاصل گرديده است .
شکل ٣ : تجمع لاستيک تاير ضايعاتي در محيط زيست
١. مصالح مصرفي
ذرات لاستيک استفاده شده در اين تحقيق از لاستيک تـاير ضـايعاتي خورد شده اتومبيل در اندازه کوچکتر از ١ ميليمتـرو وزن مخـصوص ذرات لاستيک استفاده شده در حدود kg.m٣ ٥٠٦ مي باشد. شکل ٤ ذرات لاستيک تاير ضايعاتي را نشان مي دهد.
شکل ٤: ذرات لاستيک کوچکتر از ١ ميليمتر
سـيمان اسـتفاده شـده در ايـن تحقيـق سـيمان تيـپ ١ (٤٢٥ مازندران )مي باشد.
ابتدا ذرات لاستيک و سيمان به صورت خشک با هم مخلوط مي شوند. ذرات لاستيک جايگزين ١٠% تا ٠ % حجم سيمان در ماتريس سيماني مي باشند.براي بدست آوردن کـارايي ثابـت و مناسـب بـراي همه کامپوزيت ها ميزان آب اضافه شده به ماتريس سيماني با توجـه به فرمـول (١) مـي باشـد. کـه در ايـن فرمـول Wوزن آب و C وزن سيمان و R وزن ذرات لاستيک ضايعاتي مي باشد.
نمونـه هـا در انـدازه (٥٠*٥٠*٥٠) ميليمتـر و (٥٠*٥٠*٢٠٠) ميليمتر تحت شرايط ٢٨ روز در دماي ٢٠ درجه سانتيگراد و رطوبت ١٠٠% براي انجام آزمايشات در نظر گرفتـه شـد. ميـانگين نتيجـه ٣ نمونه براي هر آزمايش ملاک قرار گرفته شده است .
٢. نتايج آزمايش ها و بحث در مورد آن
٢. ١ خصوصيات فيزيکي و ميکانيکي
٢.٢ مقاومت خمشي
شکل ٥ بارگذاري خمشي را بر روي نمونه هـاي کامپوزيـت سـيماني حاوي ذرات لاستيک نشان مي دهد. سـرعت بارگـذاري در حـدود ٣ mm.s مي باشد. شکل ٦ منحني مقاومت خمشي را نشان مي دهد.
منحني ابت ا کاهشي در نمونه هاي حاوي ٠% تا ٠ % ذرات لاسـتيک تاير ضايعاتي را نشان مي دهد سپس يک مقدار حداکثري را در نمونه هاي حاوي ٢٠% لاستيک تاير ضـايعاتي را نـشان مـي دهـد. کـاهش مقاومت خمشي را مي توان با توجه به کاهش مقدار سيمان در نمونه هاي کامپوزيت سيماني و همچنين کاهش چسبندگي مـا بـين ذرات لاستيک و سيمان در ماتريس سيماني بيان نمود.
شکل ٥ : بارگذار خمشي
سختي خمشي از مساحت زير منحني بـا - تغييـر مکـان کـه در شکل ٧ نشان داده شده است بدست مي آيد. هر چـه ذرات لاسـتيک در ماتريس سيمان افزايش پيدا کمي کند سطح زير نمودار بار- تغيير مکان افزايش مي يابد و به دنبال آن سختي خمشي نيز افـزايش مـي يابد در نتيجه نمونه هاي کامپوزيـت سـيماني حـاوي ذرات لاسـتيک تاير ضايعاتي قدرت جذب انرزي بيشتري خواهند داشـت و در مقابـل بارهاي خمشي، مقاومت بيشتري از خود نشان خواهند داد در نتيجـه زمان شکست خمشي نيز افزايش مي يابـد. بـه طـوري کـ بـا اضـافه کردن لاستيک به ماتريس سيمان زمان شکست خمشي از ٠.٦٥ ثانيه بــراي نمونــه کامپوزيــت ســيماني حــاوي ١٠% ذرات لاســتيک تــاير ضايعاتي به ١ ثانيه براي نمونه کامپوزيت سـيماني حـاوي ٥٠% ذرات لاستيک افزايش مي يابد .شکل ٨ اين افزايش را نشان مي ده . اين فراينــد را مــي تــوان نقطــه مثبتــي بــراي
