26 مارس 2024 -توسط دانشگاه فلیندرز-تصاویر (الف) نمونه های میله ملات، (ب) نمونه های بتن، (ج) عمل آوری در آب، و (د) عمل آوری NaOH. اعتبار: سازه بتن (2024). DOI:
استفاده از بتن بازیافتی و سنگدانه های شیشه در تولید بتن به عنوان وسیله ای بسیار امیدوارکننده برای افزایش نرخ بازیافت مواد زائد ظاهر شده است – اما مسائل دوام برخی از ترکیبات بازیافتی را با مشکل مواجه کرده است.
اکنون، محققان دانشگاه فلیندرز و سایر موسسات بین‌المللی فرمول بتن با کارایی بالا و پایداری را توسعه داده‌اند که می‌تواند در برابر واکنش قلیایی سیلیس (ASR) مقاومت کند، که به دلیل محتوای سیلیس قابل توجهی که در بتن دارد، برخی از سنگدانه های بازیافتی تأثیر منفی بر خواص مکانیکی و دوام بتن دارد.
محققان بر روی ترکیبی از سرباره کوره بلند دانه بندی شده زمینی (GGBS) و خاکستر بادی (محصول جانبی احتراق زغال سنگ در نیروگاه ها) به عنوان مواد چسبنده برای کاهش اثرات منفی ASR بر خواص مکانیکی و دوام بتن ساخته شده با شیشه خرد شده شن و ماسه و سنگدانه بتن بازیافتی درشت (RCA)تمرکز کردند.
نتایج نشان داد که مؤلفه GGBS نسبت به خاکستر بادی در کاهش انبساط ASR بتن مؤثر است.
تحقیق “بتن حاوی سنگدانه درشت بتن بازیافتی و شن و ماسه و شیشه خرد شده: کاهش اثر واکنش قلیایی- سیلیس” توسط علی اکبر غلامپور، آرمین معمارزاده، مهدی نعمت زاده، محمد ولی زاده کیامحله، طوان د. نگو در نشریه بتن سازه منتشر شده است..
همچنین نشان داد که ترکیب 20٪ GGBS با 30٪ خاکستر بادی در بتن سنگدانه بازیافتی حاوی شن و ماسه شیشه ای، مقاومت فشاری و خمشی و جذب آب مشابهی را در مقایسه با ماسه طبیعی ایجاد می کند.با این حال، آنها دریافتند که افزایش محتوای GGBS منجر به کاهش مقاومت و افزایش جذب آب بتن می شود.
دکتر علی اکبر غلامپور، کارشناس توسعه ساخت و سازهای پایدار مواد، از کالج علوم و مهندسی دانشگاه فلیندرز می گوید: «نتایج این مطالعه به پتانسیل قابل توجه ترکیب خاکستر بادی و GGBS در نسبت بهینه برای کاهش اثر ASR بر روی بتن سنگدانه بازیافتی حاوی شن و ماسه شیشه خرد شده اشاره دارد..
«فناوری توسعه‌یافته را می‌توان در کاربردهای مختلفی که در حال حاضر از ماسه یا شن طبیعی استفاده می‌شود، مانند راه‌سازی، محوطه‌سازی و پروژه‌های زیربنایی استفاده کرد.با ادغام این مواد بازیافتی در ساخت و ساز و شیوه های تولید، صنایع می توانند به یک محیط ساخته شده پایدارتر و اقتصاد دایره ای کمک کنند.
این رویکرد به کاهش انتشار گازهای گلخانه ای و سایر آلاینده های تولید شده در طول تولید سیمان کمک می کند و در نتیجه آلودگی محیط زیست را کاهش می دهد.
علاوه بر این، با کاهش تخلیه شن و ماسه طبیعی و سنگدانه های درشت به حفظ منابع طبیعی کمک می کند.
این تحقیق همچنین نشان داد که:
جایگزینی کامل ماسه طبیعی با ماسه شیشه ای منجر به گسترش قابل توجه ASR میله های ملات می شود. جایگزینی 30 درصد سیمان با خاکستر بادی منجر به کاهش 88 درصدی نرخ انبساط میله می شود. GGBS در کاهش این انبساط موثر نیست و به ترتیب با افزودن 20%، 40% و 70% GGBS به بتن حاوی 30% خاکستر بادی، تنها 3%، 9% و 12% کاهش انبساط دارد.
جایگزینی ماسه طبیعی با ماسه شیشه ای به ترتیب باعث کاهش 37 و 20 درصدی مقاومت فشاری و خمشی بتن می شود. با این حال، ترکیب 30٪ خاکستر بادی منجر به افزایش 18٪ و 10٪ در مقاومت بتن RCA متاثر از ASR با ماسه شیشه می شود. قابل توجه است که ترکیب 20٪ GGBS با 30٪ خاکستر بادی استحکامی مشابه بتن RCA با ماسه طبیعی ایجاد می کند.
بتن RCA متاثر از ASR با ماسه شیشه ای 67 درصد جذب آب بیشتری نسبت به بتن ساخته شده با ماسه طبیعی نشان می دهد. ترکیب 30 درصد خاکستر بادی با 20 درصد GGBS باعث جذب آب مشابه بتن با ماسه طبیعی می شود. با این حال، افزایش بیشتر در محتوای GGBS منجر به افزایش جذب آب می شود.
ترکیب 20٪ GGBS منجر به افزایش قابل توجه مقاومت در برابر حمله کلرید بتن RCA متاثر از ASR می شود که حاوی ماسه شیشه ای است. افزایش محتوای GGBS از 20٪ به 70٪ باعث افزایش 27٪ در نفوذ یون کلرید بتن می شود.
