<br /> استفاده از ضایعات شیشه به جای سنگدانه در بتن
مهندس علیرضا خویه |
|
۰ نظر
استفاده از ضایعات شیشه به جای سنگدانه در بتن
در تحقیقات آزمایشگاهی گروه تحقیقاتی ARRB در خصوص سه مورد از کاربردهای شیشه در بتن موارد زیر مشخص شده است:
شیشه های درشت دانه شیشه های ریزدانه و پودر شیشه در محدوده اندازه زیر می باشند:شیشه درشت دانه ۱۲-۴.۷۵ (CGA)میلیمتر شیشه ریز دانه ۴.۷-۰.۱۵ (FGA)میلیمتر پودر شیشه کوچکتر از ۰.۰۱میلیمتر (GLP) ترکیب شیمیایی تولیدات یک تیپ شیشه مشابه هستند.
شیشه های درشت دانه و ریز دانه جهت جایگزینی حدود اندازه های مشابه سنگدانه های طبیعی به کار می روند. پودر شیشه به عنوان یک ماده پوزولانی مورد مطالعه قرار می گیرد (مانند کاربرد خاکستر هوایی و میکروسیلیس). مواد طبیعی استفاده شده در این کار شامل ماسه طبیعی بتن ویکتوریا و سنگ شکسته طبیعی بازالتی بود. یکسری سنگدانه فعال خاکستری از NSW برای تشخیص اثر پودر شیشه بر توقف انبساط AAR (Alkali Aggregate Reaction) مصرف شد.
سنگدانه های درشت و ریز شیشه در بتن: تاثیر خصوصیات فیزیکی سنگدانه های شیشه ای مانند اندازه آنها در مخلوط بتن مشخص است. شیشه بنابر طبیعت اشباع از سیلیس و شکل بی ریخت ملکولی آن به حمله شیمیایی محیط قلیایی که در بتن هیدراته شده ایجاد می شود حساس است. این حمله شیمیایی می تواند تولید تغییر شکل های وسیعی بر ژل AAR بتن داشته باشد که موجب افزایش حجم بتن می شود و اگر پیشگیری های مناسب در فرمولاسیون طرح اختلاط لحاظ نشود باعث ترک خوردن زودرس بتن می شود. طبیعت واکنش شیشه در کاربرد آن در بتن بسیار اهمیت دارد. برای مثال بعضی از سنگدانه های طبیعی می توانند وقتی که به مقدار کمی در بتن استفاده می شوند باعث انبساط بیش از اندازه بتن شوند و بعضی دیگر به صورت ۱۰۰% در بتن استفاده می شوند. واکنش سنگدانه ها بوسیله آزمایش تسریع شده استوانه ملات (AMBT) مشخص می شود (ASTM C1260). نتایج آزمایش AMBT نشان می دهد که مخلوط با شیشه بیشتر، در ملات انبساط بیشتری نیز داشته است. شرط برای این آزمایش این است که انبساط کمتر از ۰.۱% در عمر ۲۱ روزه نشان دهنده سنگدانه غیر فعال و بیش از ۰.۱% در عمر ۱۰ روزه نشان دهنده سنگدانه فعال است. انبساط کمتر از ۰.۱% در ۱۰ روز ولی بیش از ۰.۱% در ۲۱ روز نشان دهنده سنگدانه با واکنش آهسته است. بر اساس این شرط استفاده از بیش از ۳۰% شیشه در بتن ممکن نیست اثرات زیانباری داشته باشد. (مخصوصا اگر عامل قلیایی بتن Na2O کمتر از سه کیلوگرم در یک متر مکعب باشد). بتن های با خاصیت قلیایی بیشترممکن است انبساط های بیشتری را بوجود بیاورند. نتیجه نشان می دهد که اندازه های شیشه زیر ۰.۳ میلیمتر احتمال کمی برای انبساط خطرناک دارند ولی اندازه های بزرگتر از ۰.۳ میلیمتر ممکن است باعث انبساطهای قابل ملاخظه ای شوند. بنابراین اندازه انبساط وابسته به میزان شیشه موجود، اندازه ذرات و میزان خاصیت قلیایی مخلوط است. این نتایج نشان می دهد که شیشه می تواند ژلAAR تولید کند و اگر اندازه ذرات به اندازه کافی کوچک شود می تواند به عنوان یک ماده پوزولانی عمل کند.
در تحقیقات آزمایشگاهی گروه تحقیقاتی ARRB در خصوص سه مورد از کاربردهای شیشه در بتن موارد زیر مشخص شده است:
شیشه های درشت دانه شیشه های ریزدانه و پودر شیشه در محدوده اندازه زیر می باشند:شیشه درشت دانه ۱۲-۴.۷۵ (CGA)میلیمتر شیشه ریز دانه ۴.۷-۰.۱۵ (FGA)میلیمتر پودر شیشه کوچکتر از ۰.۰۱میلیمتر (GLP) ترکیب شیمیایی تولیدات یک تیپ شیشه مشابه هستند.
شیشه های درشت دانه و ریز دانه جهت جایگزینی حدود اندازه های مشابه سنگدانه های طبیعی به کار می روند. پودر شیشه به عنوان یک ماده پوزولانی مورد مطالعه قرار می گیرد (مانند کاربرد خاکستر هوایی و میکروسیلیس). مواد طبیعی استفاده شده در این کار شامل ماسه طبیعی بتن ویکتوریا و سنگ شکسته طبیعی بازالتی بود. یکسری سنگدانه فعال خاکستری از NSW برای تشخیص اثر پودر شیشه بر توقف انبساط AAR (Alkali Aggregate Reaction) مصرف شد.
سنگدانه های درشت و ریز شیشه در بتن: تاثیر خصوصیات فیزیکی سنگدانه های شیشه ای مانند اندازه آنها در مخلوط بتن مشخص است. شیشه بنابر طبیعت اشباع از سیلیس و شکل بی ریخت ملکولی آن به حمله شیمیایی محیط قلیایی که در بتن هیدراته شده ایجاد می شود حساس است. این حمله شیمیایی می تواند تولید تغییر شکل های وسیعی بر ژل AAR بتن داشته باشد که موجب افزایش حجم بتن می شود و اگر پیشگیری های مناسب در فرمولاسیون طرح اختلاط لحاظ نشود باعث ترک خوردن زودرس بتن می شود. طبیعت واکنش شیشه در کاربرد آن در بتن بسیار اهمیت دارد. برای مثال بعضی از سنگدانه های طبیعی می توانند وقتی که به مقدار کمی در بتن استفاده می شوند باعث انبساط بیش از اندازه بتن شوند و بعضی دیگر به صورت ۱۰۰% در بتن استفاده می شوند. واکنش سنگدانه ها بوسیله آزمایش تسریع شده استوانه ملات (AMBT) مشخص می شود (ASTM C1260). نتایج آزمایش AMBT نشان می دهد که مخلوط با شیشه بیشتر، در ملات انبساط بیشتری نیز داشته است. شرط برای این آزمایش این است که انبساط کمتر از ۰.۱% در عمر ۲۱ روزه نشان دهنده سنگدانه غیر فعال و بیش از ۰.۱% در عمر ۱۰ روزه نشان دهنده سنگدانه فعال است. انبساط کمتر از ۰.۱% در ۱۰ روز ولی بیش از ۰.۱% در ۲۱ روز نشان دهنده سنگدانه با واکنش آهسته است. بر اساس این شرط استفاده از بیش از ۳۰% شیشه در بتن ممکن نیست اثرات زیانباری داشته باشد. (مخصوصا اگر عامل قلیایی بتن Na2O کمتر از سه کیلوگرم در یک متر مکعب باشد). بتن های با خاصیت قلیایی بیشترممکن است انبساط های بیشتری را بوجود بیاورند. نتیجه نشان می دهد که اندازه های شیشه زیر ۰.۳ میلیمتر احتمال کمی برای انبساط خطرناک دارند ولی اندازه های بزرگتر از ۰.۳ میلیمتر ممکن است باعث انبساطهای قابل ملاخظه ای شوند. بنابراین اندازه انبساط وابسته به میزان شیشه موجود، اندازه ذرات و میزان خاصیت قلیایی مخلوط است. این نتایج نشان می دهد که شیشه می تواند ژلAAR تولید کند و اگر اندازه ذرات به اندازه کافی کوچک شود می تواند به عنوان یک ماده پوزولانی عمل کند.
