بررسی تأثیر پودر شیشه بر خواص مکانیکی بتن خودتراکم

سیده صبا ابوطالبی- دانشجوی کارشناسی مهندسی عمران- دانشگاه پارس

 Sabaaboutalebi76@gmail.com  

زکیه امامی- دانشجوی کارشناسی مهندسی عمران- دانشگاه پارس

 Emamizakie@gmail.com    

چکیده

کاربرد بتن تنها در سازه خلاصه نمی‌شود ازاین‌رو امروزه به‌منظور حفظ زیبایی بیشتر در محوطه‌هایی همچون پارک‌ها، حیاط، پیاده‌رو، باغ و پله‌ها و… از نوعی قطعه بتنی به نام واش بتن استفاده می‌شود و این قطعات از محصولات مختلفی مانند موزاییک واش‌بتن، جدول، پله، دور درختی و نورانی طبقه‌بندی می‌شود این قطعات بتنی که نوعی موزاییک بتنی‌اند در برابر سرما گرما و نفوذ آب، مقاومت خوبی از خود نشان می‌دهند. یکی از مزیت‌های آن، استحکام بالا در برابر هرگونه شرایط جوی است یکی از ویژگی‌های واش بتن خوب این است که پس از خورد شدن، سنگ‌های داخلش از سیمان جدا نشود. در ادامه به موارد دیگری که نشان‌دهنده کیفیت واش بتن است اشاره‌شده است. در هنگام اجرا دقت شود که سطح زیرین کار به‌خوبی محکم و متراکم شده باشد. در ادامه این پژوهش به نحوه ساخت و اجرای این قطعات بتنی با جزئیات بیشتری پرداخته‌شده است.

کلید واژه:

بتن خودمتراکم،ویبراتور، مقامت، پودرشیشه، سیمان، طرح اختلاط

مقدمه:

مقاومت مهم ترین خاصیت و مشخصه بتن نزد طراحان و مهندسان کنترل کیفیت بتن می باشد. در جامدات رابطه معکوس بین تخلخل ومقاومت یک اصل است.تکنولوژی موجود در بتن های معمولی برای کاهش تخلخل و برای ایجاد یک بتن متراکم و همگن استفاده از ویبراتور می باشد. تمایل زیاد  شرکت ها به منظور ساخت بتن هایی که دارای مقاومت فشاری مطلوب باشند به خصوص در محلهایی که به علت تراکم زیاد آرماتورها ضعف در مقاومت بتن به چشم می خورد،آنها را وا داشت تا این نسل جدید بتن را بپذیرند.. اهمیت ولزوم استفاده از این بتن توسط اکامورا[۱] در سال ۱۹۸۶کشف شد. امروزه با توجه به هزینه بالای انرژی و از آنجا که عملیات بازیافت شیشه نیز همراه با مصرف هزینه و انرژی می باشد محققین را بر آن داشت که با کمترین هزینه و مصرف انرژی, استفاده بهینه را از این ضایعات انجام دهند.از آنجاکه مقادیر زیادی از این ضایعات را می توان در بتن جایگزین نمود، استفاده از ضایعات شیشه در بتن معمولی مورد توجه محققین مختلف قرار گرفته است.(شابختی و همکاران، ۱۳۹۷) محدودیت‌های زیست محیطی فزاینده موجب شده است که صنایع مختلف درمورد چگونگی مدیریت ضایعات تولید شده و همچنین بهره برداری از منابع تامین مصالح اولیه مورد نیاز، با فشار های فزاینده ای روبرو باشند. کاربرد ضایعات شیشه ای به عنوان یکی از اجزای تششکیل دهنده بتن می تواند منجر به کم رنگ شدن هردو فرم یاد شده گردد. با این وجود شیشه به علت داشتن طبیعت غنی از سیلیس و ساختار غیر متبلول نسبت به حملات شیمیایی تحت شرایط قلیایی شدید که در فاز سیمان هیدراته شده در بتن ایجاد می شود حساس می باشد. با این حال واکنش شیشه های با ابعاد مختلف در محیط های بتنی متفاوت است. حضور شیشه و حملات شیمیایی می تواند باعث شکل گیری ژل آ-اس-آر گردد، اما پودر شیشه می تواند انبساط ناشی از ژل را در سنگ دانه های حساس و شیشه های دانه متوقف کند. براین اساس شیشه می تواند به سه صورت در بتن استفاده شود:درشت دانه و ریزدانه و پودر شیشه که هرکدام می توانند واکنش های متفاوتی با ترکیب بتن داشته ومنجر به تأثیر قابل توجهی در کیفیت بتن به دست آمده کردند. (کیانی اسکوئی، ملکی، ۱۳۹۷)

ریندل[۲] راجع به این موضوع نقل می کند که پودر شیشه[۳] GLP)) (اندازه رد شده از الک با سایز ۲۰۰)، می تواند همانند یک ماده پوزولانیک عمل نماید تا تمایل مصالح دانه بندی شده واکنش پذیررا در مقابل عکس العمل آلکالین – سیلیکا[۴] ASR Reaction   کاهش دهد. بعلاوه شایان و زو  ۲نشان داده اند که حداکثر۳۵ % از براده شیشه می تواند به همراه سیمانی با قلیایی پایین، بدون تأثیرات زیان آوردر بتن مورد استفاده قرارگیرد. اخیرا مرکز توسعه و تحقیق انرژی ایالت نیویورک تامین کننده مالی تحقیقی راجع به استفاده از شیشه باز یافت شده در بلو کهای بنایی بتنی بوده که نتایج این تحقیق نشان می دهد که ضایعات شیشه می تواند به عنوان هر دو مصالح درشت دانه و ریز دانه در تهیه بتن مورد استفاده قرار بگیرد به این شرط که بعضی از شرایط مهیا شود.(شابختی و همکاران، ۱۳۹۷)

تبدیل ضایعات شیشه به مصالح باارزش

در حال حاضر، جنبشی عمومی به سمت اتخاذ استراتژی‌های جدید عملیاتی با هدف بازیافت مؤثر ضایعات شیشه حاصل از جریان ضایعات جامد شهری در جریان است. شکل ۱ گام‌های تبدیل ضایعات شیشه به مصالح باارزش همچون مصالح دانه‌ای و افزودنی‌های پوزولانی در مصالح ساختمانی را نشان می‌دهد. بطری‌های شیشه‌ای ضایعاتی جهت شستشو و خرد کردن به تأسیسات تولیدی انتقال داده می‌شوند. ذرات خرده شیشه باید بسته به نتیجه مطلوب از الک به قطر ۱۰ یا ۵ میلی متر عبور کنند. خرده شیشه خردشده دارای مقاومت ذاتی قابل قبول، جذب آب پائین و قابلیت مقاومت در برابر گرمای شدید بدون بروز علائم خرابی است. خرده شیشه‌ای ۵ میلیمتری سپس با آسیاب به صورت پودر شیشه با میانگین قطر دانه ۷۵ الی ۱۵۰ میکرومتر درمی آید که به عنوان پوزولانی برای جایگزین کردن سیمان در بتن استفاده می‌شود.(Ling et al., 2013)