ارائه یک روش جدید برای تولید بتن دوست‌دار محیط زیست با استفاده از خرده پلاستیک ضایعاتی (PET)و دوده سیلیسی و بررسی مشخصات مکانیکی و دوام آن در روسازی بتنی غلتکی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی و مدیریت ساخت دانشکده فنی و مهندسی دانشگاه آزاد واحد تهران مرکز

2 گروه مهندسی عمران, دانشکده فنی و مهندسی, دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران مرکزی, تهران,ایران

3 استادیار گروه عمران-مهندسی و مدیریت ساخت، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران مرکز، تهران، ایران.

4 گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، واحد تهران مرکزی، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

چکیده

در این مقاله به بررسی تأثیر همزمان ذرات پلی اتیلن ترفتلات و دوده سلیسی بر خواص رئولوژی و مکانیکی روسازی­های بتنی پرداخته شده است و به دنبال ارائه یک طرح مخلوط جدید جهت تولید بتن سبز (بتن دوست‌دار محیط زیست) با استفاده از مواد ضایعاتی PET و دوده سیلیسی می‌باشد. از یک سو با توجه به مشکلات روسازی آسفالتی از قبیل به مخاطره ‌انداختن محیط زیست، گرانی قیر و از سوی دیگر با توجه به اینکه کشور ایران در حال حاضر سومین تولید کننده بزرگ سیمان در سطح جهان  می‌باشد از مواردی می‌باشد که این تحقیق را حائز اهمیت می‌سازد. امروزه روسازی­های بتنی مورد توجه ویژه‌ای قرار گرفته و همچنین افزایش مصرف بطری‌های نگهدارنده مواد غذایی پت و به تبع آن افزایش تولید زباله و ازدیاد محل دفع این ضایعات، بر اهمیت استفاده مجدد از این ضایعات می‌افزاید. یکی از موارد مصرف این ضایعات بدون داشتن اثرات مخرب زیست محیطی، استفاده مجدد آنها به صورت محبوس کردن آنها در روسازی‌های صلب بتنی است. تحقیقات نشان می‌دهد که یکی دیگر از محصولات ضایعاتی جانبی تولید صنایع شیشه که به عنوان ذرات میکروسیلیس یا دوده سیلیسی شناخته می‌شود که می‌تواند در بتن روسازی مورد استفاده قرار گیرد. نتایج به دست آمده از این تحقیق نشان می‌دهد استفاده از ذرات پت در روسازی بتنی تأثیر چندانی بر مقاومت فشاری نداشته اما در مقابل موجب افزایش مقاومت کششی و خمشی می‌گردد. در مقابل استفاده از میکروسلیس موجب افزایش مقاومت فشاری، کاهش جذب آب و کاهش نفوذپذیری در روسازی­های بتنی شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Presentation of a New Method for Production of Environment-Friendly Concrete using PET Waste/Silica Fume and Its Mechanical/Durability Properties Investigation in Concrete Pavement

نویسندگان [English]

  • mehdi akhondi 1
  • Mohammad Hasan Ramesht 2
  • Towhid Pourrostam 3
  • ali golsoorat Pahlaviani 4
1 Construction Engineering and Management Program Department of Civil Engineering Azad University Central Tehran Branch
2 Faculty of Engineering, Islamic Azad University, Central Tehran Branch, Tehran, Iran
3 Assisteant Prof.,Department of Civil & Construction Engineering, I. Azad University, Central Tehran Branch, Tehran, Iran.
4 assistant professor department of civil engineering / Islamic Azad university central Tehran branch
چکیده [English]

In this paper, we examine the simultaneous effect of polyethylene terephthalate and silica fume on the rheological and mechanical properties of concrete pavements and looking to present a new mix of green concrete (environmentally friendly concrete) with the use of PET waste materials and silica fume. Due to problems with asphalt pavement, such as endangering the environment, bitumen is expensive and considering that Iran is currently the third-largest producer of cement worldwide. Therefore, concrete pavements have been given special attention today. It also increases the consumption of pet food bottles and, consequently, increases waste production, and increasing the waste disposal site adds to the importance of reuse of these wastes. One of the uses of these lesions, without having a destructive effect on the environment, reusing them is to enclose them in concrete rigid pavements. On the other hand, research shows that another piece of waste products in the glass industry which is known as micro silica or silica fume which can be used in concrete pavement. The results from this study indicate the use of pet particles in concrete pavement did not have much impact on compressive strength But in contrast, it increases the tensile strength, bending. In contrast to the use of micro silica, it has increased compressive strength, reduced water absorption, and reduced permeability in concrete pavements.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Roller compacting concrete
  • Fresh properties
  • Mechanical Properties of Concrete
  • Recycled polyethylene terephthalate (PET)
[1]    C. Albano, N. Camacho, M. Hernandez, A. Matheus, A. Gutierrez, Influence of content and particle size of waste pet bottles on concrete behavior at different w/c ratios, Waste Management, 29(10) (2009) 2707-2716.
[2]    A.I. Al-Hadithi, Improving impact and mechanical properties of gap-graded concrete by adding waste plastic fibers, International Journal of Civil Engineering and Technology (IJCIET), 4(2) (2013) 118-131.
[3]    C. ASTM, 1202: Standard test method for electrical indication of concrete’s ability to resist chloride ion penetration, Annual Book of ASTM Standards, 4 (2012) 7.
[4]    A.F. Avila, M.V. Duarte, A mechanical analysis on recycled PET/HDPE composites, Polymer Degradation and Stability, 80(2) (2003) 373-382.
[5]    M. Batayneh, I. Marie, I. Asi, Use of selected waste materials in concrete mixes, Waste management, 27(12) (2007) 1870-1876.
[6]    S. Chidiac, S. Mihaljevic, Performance of dry cast concrete blocks containing waste glass powder or polyethylene aggregates, Cement and concrete composites, 33(8) (2011) 855-863.
[7]    M. Dadsetan, H. Mirzadeh, N. Sharifi‐Sanjani, M. Daliri, Cell behavior on laser surface‐modified polyethylene terephthalate in vitro, Journal of Biomedical Materials Research: An Official Journal of The Society for Biomaterials, The Japanese Society for Biomaterials, and The Australian Society for Biomaterials and the Korean Society for Biomaterials, 57(2) (2001) 183-189.
[8]    P. Domone, A review of the hardened mechanical properties of self-compacting concrete, Cement and concrete composites, 29(1) (2007) 1-12.
[9]    D. Foti, Preliminary analysis of concrete reinforced with waste bottles PET fibers, Construction and building materials, 25(4) (2011) 1906-1915.
[10]   H. Gamalath, T. Weerasinghe, S. Nanayakkara, Use of waste rubber granules for the production of concrete paving blocks, Traffic, 40(32) (2017) 80,100.
[11]   B.-W. Jo, S.-K. Park, J.-C. Park, Mechanical properties of polymer concrete made with recycled PET and recycled concrete aggregates, Construction and Building Materials, 22(12) (2008) 2281-2291.
[12]   S. Kakooei, H.M. Akil, M. Jamshidi, J. Rouhi, The effects of polypropylene fibers on the properties of reinforced concrete structures, Construction and Building Materials, 27(1) (2012) 73-77.
[13]   S. Mindess, F. Young, D. Darwin, Concrete 2nd Editio, Technical Documents, (2003).
[14]   K. Rebeiz, Time-temperature properties of polymer concrete using recycled PET, Cement and Concrete Composites, 17(2) (1995) 119-124.