یکی از مشکلات ناشی از تخریب ساختمان ها و روسازی راه ها، آلودگی زیست محیطی ایجاد شده از انباشتن نخاله های به دست آمده از آنها است. از نظر اقتصادی و زیست محیطی، بازیافت و استفاده مجدد از نخاله های حاصل از تخریب دارای اهمیت است. در صورتی که این مواد خصوصیات لازم را داشته باشند، می توان آنها را در ساختار روسازی استفاده کرد.
با توجه به این که بتن و آسفالت حجم قابل توجهی از نخاله های تخریب ساختمان ها و راه ها را تشکیل می دهند، به منظور بررسی قابلیت استفاده از این مواد در ساختار روسازی راه، مشخصات تراکمی و خصوصیات مکانیکی شامل مقاومت فشاری و خمشی ترکیبات مختلفی از خرده بتن و آسفالت بازیافتی که با سیمان تثبیت شده و با الیاف فولادی مسلح شده اند مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند که در تمامی ترکیبات، با افزایش درصد سیمان، درصد رطوبت بهینه و حداکثر وزن مخصوص خشک افزایش می یابد.
هر ساله، تخریب و نوسازی ساختمان ها و راه ها حجم زیادی از مواد ضایعاتی را ایجاد می کند. این مواد ضایعاتی یکی از عوامل اصلی آلودگی محیط زیست بوده و از طرفی ذخیره و دپوی آنها سطح قابل توجهی از زمین های با ارزش را اشغال می کند. بررسی ها نشان می دهند که نخاله های ساختمانی50٪ حجم کل مواد ضایعاتی را در دنیا تشکیل می دهند و در اتحادیه اروپا، به ازاء هر نفر، در سال 500 کیلوگرم ضایعات ساختمانی تولید می شود.
بررسی خصوصیات مکانیکی آسفالت و بتن بازیافتی
این مواد متشکل از بتن، ملات و آجر هستند که به همراه آنها چوب و مواد پلاستیکی و سایر مواد، از جمله فلزات نیز وجود دارند. اما، بتن یکی از اجزاء غالب ضایعات ساختمانی است. همچنین، با توجه به خرابی های ایجاد شده در رویه های آسفالتی، در بسیاری موارد، این مصالح از سطح راه تراشیده شده و مجدداً استفاده و یا در اطراف راه دپو می شود. از طرف دیگر، برای ساخت لایه های مختلف روسازی راه ها، نیاز به تهیه مصالح مناسب است، که معمولاً از منابع طبیعی برداشت شده و بعد از فرآوری استفاده می شوند. این کار علاوه بر هزینه زیاد تهیه و حمل برای پروژه هایی که مصالح مناسب در نزدیکی پروژه وجود ندارد، خود عامل بر هم زدن محیط و شکل طبیعی زمین می شود.
بنابراین، در صورتی که بتوان ضایعات ساختمانی و راهسازی را در لایه های روسازی بکار برد، هم از نظر زیست محیطی و هم از نظر اقتصادی دارای اهمیت خواهد بود. این مواد را می توان بعد از شکستن و دانه بندی کردن، به صورت تثبیت شده و یا نشده در راهسازی بکار برد. چندین سال است که در برخی از کشورهای صنعتی از ضایعات ساختمانی و راهسازی، به ویژه بتن و آسفالت به عنوان بخشی از سنگدانه های بتن و آسفالت جدید استفاده می شود. تحقیقات کمی در مورد ویژگی نخاله های ساختمانی به صورت ترکیبی و تثبیت شده و مسلح شده با الیاف انجام شده است.
با توجه به اهمیت یافتن آلودگی محیط زیست و مصرف انرژی در عصر حاضر، بازیافت و استفاده مجدد از مواد ضایعاتی مورد توجه قرار گرفته است. یکی از اصلی ترین مواد ضایعاتی، ضایعات حاصل از تخریب و نوسازی ساختمان ها و راه ها است. بنابراین در برخی از کشورهای پیشرفته از ضایعات ساختمانی به ویژه سنگدانه های حاصل از بتن بازیافتی، به عنوان بخشی از مصالح سنگی بتن استفاده می شود.
در انگلستان 10٪ از حجم کل سنگدانه هایی که در این کشور استفاده می شود، حاصل از بتن بازیافتی است. معمولاً، حد معینی برای میزان استفاده از سنگدانه های بازیافتی در بتن مشخص می شود.یکی دیگر از موارد استفاده از مصالح حاصل از بازیافت ضایعات ساختمانی، در راهسازی است که در آن مواد ضایعاتی به صورت تثبیت شده یا نشده در لایه های اساس یا زیراساس بکار می روند. به طور مثال در کشورهای آلمان، هلند، بلژیک و نروژ تحقیقات زیادی برای بررسی امکان استفاده از این مصالح در ساختمان راه صورت پذیرفته است.
محققان کاربرد ضایعات ساختمانی تثبیت شده را به عنوان اساس روسازی راه مورد مطالعه قرار داده و خصوصیات آنها را بررسی نمودند. آنها ترکیبات مختلفی را متشکل از بتن و خرده آجر، با درصدهای مختلف سیمان تثبیت کرده، و مقاومت فشاری و مدول الاستیسیته آنها را در درصد تراکم های مختلف بررسی و نتیجه گیری کردند که علاوه بر مقدار سیمان و درجه تراکم، نحوه ترکیب این مصالح شامل نسبت خرده آجر به بتن، تأثیر زیادی بر روی خصوصیات مصالح تثبیت شده دارد.
نتایج تحقیق نشان داد که با استفاده از 100 % مصالح بتنی بازیافت شده در زیر اساس راه، رطوبت بهینه و وزن مخصوص خشک حداکثر، در مقایسه با مصالح طبیعی به ترتیب افزایش و کاهش پیدا کردند. علاوه بر این، با جایگزینی مصالح بتنی بازیافتی با آجر رسی خرد شده، منحنی رطوبت بهینه افزایش و حداکثر وزن مخصوص خشک کاهش پیدا کرد. آجر رسی خرد شده در مقایسه با مصالح بتنی بازیافت شده از وزن مخصوص ذرات پایین و جذب آب بالایی برخوردار است.
سن بتن بازیافتی در کارآیی بتن بازیافتی تثبیت شده با سیمان بسیار تأثیرگذار است. در نهایت این مواد قابلیت استفاده در لایه های اساس و زیراساس را دارند و می توان به عنوان مصالح جایگزین از آنها بهره برد.استفاده از خرده آسفالت بازیافتی به عنوان بخشی از سنگدانه بتن غلتکی روسازی تأثیری بر روانی، تراکم پذیری، مقادیر سیمان و آب مخلوط نداشته است، اما مقاومت فشاری با افزایش هر چه بیشتر درصد استفاده از خرده آسفالت بازیافتی کاهش می یابد.وقتی دانه های بتن بازیافتی با مقدار 4 درصد سیمان و 4 درصد خاکستر بادی تثبیت شوند می توان مقاومت لایه اساس را به میزان خوبی بالا برد. علاوه بر این اختلاط خوب با الیاف باعث بهتر شدن مقاومت خمشی و کششی می شود.
وزن مخصوص
حداکثر وزن مخصوص خشک ترکیبات با افزایش درصد سیمان و افزایش درصد حجمی آسفالت بازیافتی در ترکیب افزایش می یابد. بر اساس یافته های پیشین انتظار می رفت که به دلیل سخت شدگی اولیه در مقابل تراکم حداکثر وزن مخصوص خشک، با افزایش درصد سیمان، کاهش یابد. اما، نتایج این تحقیق خلاف آن را نشان داد. به نظر می رسد علت این موضوع تراکم مخلوط بلافاصله بعد از اختلاط با آب باشد. این کار فرصت سخت شدگی و کاهش وزن مخصوص را می گیرد. از سویی، چگالی بیشتر سیمان نیز در افزایش وزن مخصوص موثر بوده است. دلیل افزایش وزن مخصوص با افزایش درصد حجمی آسفالت را می توان به اصطکاک کم بین دانه های آسفالت و امکان تراکم بهتر آن و چگالی بیشتر آسفالت نسبت به بتن نسبت داد.
مقاومت
افزایش مقاومت با افزایش درصد الیاف را می توان به قفل و بست و اتصال بهتر بین سنگدانه ها با حضور الیاف نسبت داد. اما زیاد شدن الیاف بیش از حد معین مانع از تراکم بهتر شده و قفل و بست بین سنگدانه ها و مقاومت را کاهش می دهد. همچنین نتایج نشان می دهند که ترکیبات با درصد حجم یبتن بیشتر دارای مقاومت خمشی بیشتر هستند، که دلیل آن بیشتر بودن اصطکاک بین سنگدانه ای برای بتن است. استفاده از الیاف در ترکیبات مختلف مقاومت خمشی را درصد افزایش می دهد، است. با توجه به کمتر بودن اصطکاک بین دانه های آسفالت بازیافتی، تأثیر الیاف در افزایش قفل و بست سنگدانه در ترکیبات با آسفالت بیشتر، مشهودتر است.
رابطه ای بین مقاومت خمشی و فشاری برای مصالح سنگی بازیافتی تثبیت شده با سیمان مسلح شده یا نشده با الیاف یافت نشد.مقدار این نسبت با افزایش درصد آسفالت ضایعاتی، افزایش می یابد، اگر چه مقاومت خمشی با افزایش درصد حجمی آسفالت ضایعاتی کاهش می یابد. اما کمتر بودن مقاومت فشاری و عملکرد بهتر مخلوط آسفالتی در کشش حاصل از خمش، به علت وجود قیر در سطح آنها و ایجاد مقاومت بیشتر در مقابل کشش را می توان دلیل زیادتر شدن نسبت مقاومت خمشی به فشاری با افزایش درصد حجمی آسفالت در مخلوط دانست. همچنین، ملاحظه می شود که روند معینی از تغییرات این نسبت با درصد الیاف مشاهده نمی شود. با این وجود مخلوط های حاوی الیاف دارای نسبت مقاومت خمشی به فشاری بزرگ تری نسبت به مخلوط های بدون الیاف هستند.
ارزیابی اقتصادی
ارزیابی اقتصادی نشان داد که تمامی ترکیبات به دست آمده از آسفالت و بتن ضایعاتی که با 9% سیمان تثبیت شده و فاقد الیاف هستند، اقتصادی تر از اساس شن و ماسه ای تثبیت نشده هستند. اما، استفاده از ترکیباتی که با 1% الیاف فولادی مسلح شده اند غیراقتصادی است.
|
|
|
|
| نماد اعتماد الکترونیک | نشان ملی ثبت | گواهی شامد ارشاد |
© کلیه حقوق مادی و معنوی این وب سایت متعلق به داده پردازان هومان پویان می باشد.
