28720

بررسي اثرات ضايعات پلاستيكي در نقش الياف بر رفتار خمشي تيرهاي مسلح بتني سبز در محيط درياي عمان

دكتري تخصصي (PHD)

مهندسي عمران

1397

1402/6/27

محسنعلي شايانفر

مهندسي عمران

با توجه به توليد قابل‌توجه گازهاي گلخانه‌اي در فرآيند توليد سيمان و بتن در جهان، استفاده از مواد جايگزين سيمان مانند متاكائولين و زئوليت و توليد بتن سبز كه منجر به كاهش آلودگي محيط زيست و بهبود خواص مكانيكي بتن به‌ويژه در محيط‌هاي دريايي مي‌شود، اجتناب‌ناپذير است. ازسوي‌ديگر، امروزه استفاده روزافزون از مواد پلاستيكي مانند ليوان‌هاي يك‌بارمصرف و پلاستيك‌هاي زباله، به‌عنوان يكي از معضلات اساسي در آلودگي محيط زيست مطرح مي‌باشند. بنابراين به‌نظر مي‌رسد استفاده همزمان متاكائولين و زئوليت به‌عنوان مواد جايگزين سيمان و ليوان‌هاي يك‌بارمصرف و پلاستيك‌هاي زباله به‌عنوان مواد اليافي در توليد بتن مي‌تواند باعث بهبود خواص مكانيكي و دوامي بتن، كاهش آلودگي‌هاي محيط زيست و تاخير در فرآيند ترك‌خوردگي به‌ويژه در محيط‌هاي دريايي در حضور انواع مختلف يون‌هاي مهاجم، شود. بنابراين در تحقيق حاضر، اثرات استفاده از 5/0 و 1 درصد الياف ليوان‌هاي يك‌بارمصرف و پلاستيك‌هاي زباله با شكل‌هاي حلقه‌اي و رشته‌اي بر رفتار خمشي تيرهاي بتني سبز حاوي 10 و 20 درصد متاكائولين و زئوليت به‌عنوان مواد جايگزين سيمان در سنين 28، 90 و 180 روز، در محيط جزر و مد درياي عمان مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان مي‌دهد كه با افزودن 5/0 و 1 درصد الياف حلقه‌اي و رشته‌اي به بتن سبز، ظرفيت و طاقت خمشي حداكثر تا 28 و 48 درصد افزايش پيدا مي‌كند. از طرفي تيرهاي مسلح حاوي 1 درصد الياف رشته‌اي ليوان‌هاي يك‌بارمصرف، به‌ترتيب، طاقت خمشي بيشتري در حدود 11 و 23 درصد، از تيرهاي مسلح حاوي الياف حلقه‌اي ليوان‌هاي يك‌بارمصرف و پلاستيك‌هاي زباله داشتند. علاوه‌براين، تيرهاي مسلح بتني اليافي حاوي متاكائولين، داراي ظرفيت و طاقت خمشي بيشتري از تيرهاي مسلح حاوي زئوليت بودند. ازسوي‌ديگر، افزايش درصد حجمي و ابعاد الياف حلقه‌اي و رشته‌اي، موجب كاهش و محدوديت ترك‌خوردگي در تيرهاي بتني سبز گرديد. درنهايت، استفاده از الياف بازيافتي حاصل از ليوان‌هاي يك‌بارمصرف و پلاستيك‌هاي زباله همراه با متاكائولين يا زئوليت، مي‌تواند موجب بهبود شكل‌پذيري، خواص مكانيكي و كنترل ترك‌خوردگي در تيرهاي بتني اليافي سبز گردد.

1402/06/29

Study on Effects of Plastic Wastes as Fibers on Flexural Behavior of Green RC Beams in OMAN Marine Environment

9/17/2024 12:00:00 AM

Due to the noticeable production of greenhouse gases in cement and concrete production process in the world, the use of supplementary cementitious materials (SCM) such as metakaolin and zeolite and production of green concrete is inevitable which is led to reduce amount of environmental pollution and improve the mechanical properties of concrete, especially in marine environment. On the other hand, nowadays, the increasing use of plastic materials such as disposable glasses and garbage bags are considered as a major problem in environmental pollution. Therefore, it seems that the simultaneous use of metakaolin and zeolite as SCMs and disposable glasses and garbage bags as fiber material in concrete production can improve concrete mechanical and durability properties, reduce environmental pollution, and delay cracking process, especially in marine environments in the presence of different types of aggressive ions. So, in the current research program, effects of using 0.5 and 1% disposable glasses and garbage bags fibers in the form of ring and strip on flexural behavior of green concrete beams containing zeolite and metakaolin by 10 and 20% as SCMs at 28, 90, and 180 days in tidal environment of the Oman sea was investigated. The results show that by adding 0.5 and 1% ring or strip fibers to green concrete, the maximum load capacity and flexural toughness of the beams increased up to 28 and 48%, respectively. Also, green RC beams containing 1% strip disposable glass fibers had greater flexural toughness up to 11 and 23% than specimens with ring disposable glasses and strip garbage bag fibers, respectively. Furthermore, green beams containing metakaolin had higher maximum load capacity, and flexural toughness than zeolite ones at all days. On the other hand, by increasing different volume fractions and dimensions of ring or strip fibers to the green beams, the crack dimensions were controlled and limited. Finally, the use of recycled fibers (disposable glasses and garbage bags) and SCMs (metakaolin or zeolite) can improve ductility, mechanical properties and crack control in green concrete beams.

بتن مسلح اليافي سبز، الياف بازيافتي، متاكائولين، زئوليت، طاقت خمشي

Green fiber reinforced concrete, Recycled fiber, Metakaolin, Zeolite, Flexural toughness

Hamid Shahrabadi

MohsenAli Shayanfar