19320

19320

اصلاح خواص بتن سبك با استفاده از ضايعات پلي استايرين منبسط شده

كارشناسي ارشد

مهندسي شيمي

1394-1397

1397/03/12

دكتر علي اله وردي - دكتر نوروز بيگي

مهندسي شيمي نفت و گاز

چكيده امروزه بتن سبك به علت كاهش بار مرده و كم كردن هزينه ساخت كاربرد زيادي در اجراي بناها پيدا كرده است. يكي از روش‌هاي سبك‌سازي بتن، جايگزيني شن و ماسه با پلي استايرن منبسط-شده است. در اين پژوهش از دانه هاي پلي استايرن منبسط شده بازيافتي (EPS) در دو نوع با قطر 6-3 ميلي متر (نوع اول)، 3-0 ميلي متر (نوع دوم)، پلي استايرن انبساطي اصلاح شده با عمليات حرارتي (MEPS) با قطر 3-0 ميلي متر، EPS و MEPS عامل دار شده با اسيد سولفوريك در سطوح مختلف جايگزيني %25، %50، %75 و %100 حجمي با شن و ماسه جهت سبك سازي و بهبود مقاومت فشاري، و ميكروسيليس جهت بهبود مقاومت فشاري و كاهش ميزان جذب آب بتن (به دليل ايجاد پيوندهاي سخت كوالانسي ناشي از واكنش با آب) و سيمان استفاده شده است. از آنجائيكه استفاده از EPS به دليل خواص مكانيكي ضعيف، دانسيته پايين دانهها و در پي آن تراكم ناكارآمد و زوال يكپارچگي بتن منجر به كاهش قابل توجه (%98-%60) مقاومت فشاري در سطوح مختلف جايگزيني و در سنين متفاوت گرديد، سعي شد با اصلاح ريزساختار EPS (با عمليات حرارتي) و خواص سطحي آن از طريق عامل¬دارسازي (با عمليات اسيدشويي) از افت بيش از حد مقاومت فشاري جلوگيري بعمل آيد. بر اساس نتايج بدست آمده بهكارگيري MEPS در مقايسه با EPS افزايش %40-%12 مقاومت‌فشاري بتن سبك را بدنبال داشت. همچنين استفاده از EPS و MEPS عامل دار با اسيد سولفوريك در سطوح جايگزيني %25، %50، %75 و %100 منجر به افزايش قابل توجه (%25-%5) مقاومت فشاري نسبت به نمونه مشابه با دانسيته و درصد جايگزيني يكسان گرديد. واژه‌هاي كليدي: بتن‌سبك ،سبك دانه، پلي‌استايرن انبساطي، پلي استايرن انبساطي اصلاح شده

1397/06/20

Modify the properties of lightweight concrete using expanded polystyrene waste

9/20/2020 12:00:00 AM

Abstract Nowadays, lightweight concrete has found a lot of application in the buildings due to reduced dead load and low cost of construction. One of the methods for reducing the weight of concrete is replacement of sand with expanded polystyrene beads. In this research, recycled expanded polystyrene beads (EPS) in two types with diameters of 3-6 (type I) and 0-3 (type II) mm, and thermal modified expanded polystyrene beads (MEPS) with diameters of 0-3 mm, and surface functionalized EPS and MEPS for decreasing the concrete density, and silica fume to improve concrete compressive strength and reduce its water absorption (due to the covalent bonding caused by the reaction with water and cement) have been used. Since incorporation of EPS beads at different replavement levels resulted in significant losses (60 – 98%) in concrete compressive strengths at different curing ages due to its poor mechanical properties, low density, and inefficient compaction that leads to loss of concrete integrity, attempte were made to modify the microstructure of EPS (by thermal treatment) and improve its surface properties (by acid treatment) to avoid loss of concrete compressive strength as much as possible. Based on the obtained results, use of MEPS compared to EPS increased the compressive strength of lightweight concrete by about 12% - 40%. The use of surface functionalized EPS and MEPS at the replacement levels of 25%, 50%, 75% and 100% resulted in a significant increases (5% -25%) in compressive strength compared to the corresponding lightweight concretes incorporating EPS and MEPS at same density and replacement level. Keywords: Light Weight Concrete, Expanded Polystyrene, Modified Expanded Polystyrene