آزمایش و تحقیق

تأثیر پودر شیشه ضایعاتی بر خصوصیات بتن

پودر شیشه ضایعاتی با تأثیر بیشتر بارگذاری و نیز سایر مسائل محیطی، ریزترک‌ها به هم متصل شده و ترک‌ها را تشکیل می‌دهند و نهایتاً این ترک‌ها در جسم بتن منتشر می‌شوند. استفاده از پرکننده‌های مختلف در ساخت بتن خود تراکم به‌عنوان یک گام مؤثر در جلوگیری از انتشار ترک‌ها، جداشدگی سنگ‌دانه‌ها و مقاومت کششی بتن محسوب می‌شود. بتن خود تراکم (SCC) بتنی خاص است که توانایی جریان یابی بسیار عالی در حالت تازه فراهم می‌کند. توانایی یا قابلیت جریان یابی یک ویژگی مربوط به کارایی SCC است که به آن امکان پر کردن فضاها در قالب و در محل‌هایی که امکان تراکم کافی به دلیل آرماتور زیاد وجود ندارد، تحت وزن خود و بدون هر واسطه فشردگی را می‌دهد. قابلیت جریان یابی SCC، به مواد تشکیل‌دهنده و اجزای ترکیبی آن بستگی دارد. به‌طورکلی، استفاده از فوق روان کننده مناسب توانایی جریان یابی SCC را بهبود می‌بخشد. بااین‌حال، دز بیش‌ازحد فوق روان کننده سبب روانی بسیار بالایی می‌شود که ممکن است سبب ایجاد مشکلات تجزیه‌ای در شکل آب افتادگی بتن، جداشدگی و ته‌نشینی مواد ریزدانه شود. در چنین مواردی، می‌توان از مواد سیمانی پرکننده مناسب برای بهبود مقاومت در برابر تجزیه شدن استفاده کرد و درعین‌حال قابلیت روانی بسیار عالی را در SCC تازه حفظ کرد. اکثر پرکننده‌های معمول، مانند خاکستر بادی، دوده سیلیس، متاکائولن و نانوسیلیس برای تولید SCC با توانایی روانی خوب، مورداستفاده قرارگرفته‌اند.

تأثیر پودر شیشه ضایعاتی بر خصوصیات بتن

متأسفانه از مشکلات اصلی بتن خود تراکم قیمت بالاتر آن به علت استفاده از افزودنی‌های شیمیایی و میزان بالای سیمان در مقایسه با بتن معمولی می‌باشد. از طرفی با توجه به اینکه همه‌روزه مصرف مواد بازیافتی همچون شیشه در جوامع بیشتر می‌گردد و افزایش میزان زباله ناشی از این مواد موجب پدید آمدن مشکلات بی‌شماری جهت دفن و بازیابی این مواد به چرخه طبیعت می‌گردد، ازاین‌رو مصرف مواد زائد و کاهش آلودگی ناشی از این مواد در طبیعت دلیل دیگری برای انجام این تحقیق بشمار می‌رود. شیشه می‌تواند به سه صورت درشت‌دانه، ریزدانه و پودر شیشه در بتن استفاده شود. درشت‌دانه و ریزدانه می‌توانند باعث واکنش ASR در بتن شوند. اما پودر شیشه می‌تواند اثر ASR  آنها را کاهش دهد. و البته در بعد تجاری بسیار به‌صرفه است که پودر شیشه به‌جای سیمان مصرف شود تا اینکه شیشه به‌عنوان سنگدانه در بتن مصرف شود. پودر شیشه یک ماده باارزش است که از شیشه‌هایی که برای بازیافت مناسب نیستند به‌دست می‌آید.

بزرگ‌ترین هدف قوانین زیست‌محیطی تا حد امکان کم کردن ضایعات شیشه و بردن آنها به محل‌های دفن و تجزیه شیمیایی آنها به‌طور اقتصادی است. شیشه یک ماده منحصربه‌فرد است که می‌تواند بارها و بارها بدون تغییر در خواصش بازیافت شود. شیشه یک قلیایی غیر پایدار است که در محیط بتن می‌تواند باعث به وجود آمدن مشکلات ناشی از واکنش قلیایی – سیلیسی (ASR) شود  درواقع نگرانی بزرگی که در استفاده از شیشه در بتن وجود دارد واکنش شیمیایی مابین ذرات سیلیس اشباع شیشه و قلیایی‌های مخلوط بتن است که به واکنش سیلیسی – قلیایی Alkali Silica Reaction ASR معروف است. این واکنش می‌تواند برای پایداری بتن بسیار خطرناک باشد. به همین منظور باید پیشگیری مناسبی در جهت کمتر کردن اثر این واکنش انجام شود پیشگیری مناسب می‌تواند با استفاده از یک ماده پوزولانی مناسب انجام شود.

در این راستا خواص ملات تازه خود تراکم حاوی درصدهای مختلف پودر شیشه در حضور پرکننده‌های نانو سیلیس، متاکائولن، دوده سیلیس و خاکستر بادی توسط آزمایش‌های جریان اسلامپ و قیف v شکل موردمطالعه قرار گرفت که نتایج به شرح زیر است:

  1. توانایی جریان یابی ملاتها با توجه به وسعت جریان، با افزایش میزان فوق روان کننده، افزایش یافت و تغییر شکل ملات به‌وسیله آب افتادگی و جداشدگی را بهبود بخشید.
  2.  افزایش وسعت جریان ملات بیش از میزان بهینه فوق روان کننده چشمگیر نبود. آب افتادگی بتن در اکثر موارد زمانی رخ داد که دز فوق روان کننده بیشتر از دز اشباع بود.
  3. توانایی جریان یابی یا وسعت جریان یابی ملاتها تحت تأثیر ترکیبشان قرار گرفت. بخصوص، محتوی ماسه و مساحت سطح بایندر که با تأثیر بر قابلیت دسترسی آب اصلاح‌شده در ترکیب ملات، به‌شدت تحت تأثیر وسعت جریان ملاتها قرار گرفتند.
  4. توانایی جریان یابی، یعنی وسعت جریان ملاتها به دلیل میزان بیشتر ماسه و حجم کمتر خمیر سیمان که مانع پراکندگی ذرات ماسه شد.
  5. توانایی جریان یابی ملاتها با توجه به وسعت جریان با افزایش محتوی پودر شیشه  افزایش می‌یابد که علتش کسر حجمی ماسه و افزایش مساحت سطحی و حجم بیندر است. افزایش مساحت سطح، توانایی جریان یابی را با توجه به میزان آب مازاد در ملات، افزایش می‌دهد.
  6. محتویات پودر شیشه بیشتر از ۱۰%، در میزان جریان اسلامپ تأثیر چشمگیری ندارد. همچنین، مشکلات ترکیب، آب افتادگی و جداشدگی در مورد ملاتهای دارای پودر شیشه بیشتر از ۱۰% تجربه شد. بنابراین، ملاتهای محتوی پودر شیشه بیشتر از ۱۰% برای دستیابی به توانایی مطلوب جریان یابی ملات مناسب نبود.
  7. در جهت مرتفع نمودن واکنش سیلیسی – قلیایی و کمتر کردن اثر این واکنش پیشگیری مناسبی می‌توان با استفاده از  یک  ماده  پوزولانی  مناسب مانند: خاکستر بادی FA) )، متاکائولن  (MK) نانو سیلیس ((NS و یا میکرو سیلیس SF)) با نسبت مناسب در مخلوط بتن انجام گیرد.
  8. نتایج توانایی جریان یابی ملات برای انتخاب دزهای مناسب فوق روان کننده و محتویات پودر شیشه برای ترکیبات مختلف SCC، مفید بودند. بر اساس توانایی جریان یابی ملات مشخص شد که دز فوق روان‌ساز کمتر از دز اشباع آن باید برای اجتناب از ایجاد جداشدگی و آب افتادگی در SCC مورداستفاده قرار گیرد. بعلاوه، یک ملات محتوی پودر شیشه، کمتر از ۱۰ درصد می‌تواند برای به‌دست آوردن یک توانایی جریان یابی مطلوب در SCC مورداستفاده قرار گیرد.
کانال تلگرام عمران آنلاین
برچسب ها
نمایش بیشتر

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

بستن