دانلود مقاله عملکرد سیمان ساختمانی با ضایعات پلاستیک بازیافتی
چکیده
نگرانی های محیطی حاصل از تجزیه زیاد شن منجر به محدودیت هایی در مورد استخراج شن در هند شده است و تاثیرات اقتصادی مستقیم بر ساخت سیمان مشاهده شده است. یکی از جایگزین های مناسب و دوستدار محیط برای شن باید یافت شود که بتواند نیازهای عظیم صنعت ساختمان را تامین کند. همزمان، ضایعات پلاستیک در هند در موارد معدود بازیابی می شوند و بیش از 40% برای پر کردن اراضی استفاده می شوند. منهدم کردن این مواد که با سرعت بسیار پایین تجزیه می شوند بدین معناست که ماندگاری بلند مدت این موارد در مخیط زیست یکی از نگرانی های مهم است.
برای بررسی دو مسئله، پیشنهاد شده است تا ضایعات پلاستیک پردازش شوند تا جایگزین نسبی برای شن های ریز در ترکیب جدیدی برای سیمان های ساختمانی ایجاد شود. در این تحقیق، 11 ترکیب جدید سیمان ارزیابی شده است تا پنج ترکیب پلاستیک مورد بررسی قرار بگیرند.
نتایج نشان می دهند که جایگزینی 10 درصدی شن با پلاستیک بازیافتی یکی از گرینه های کاربردی است که دارای پتانسیل صرفه جویی 820 میلیون تن شن در هر سال است. با طراحی مناسب ترکیب، عملکرد سیمان دارای مواد ضایعات پلاستیک می تواند حفظ شود. این کار اولیه از طریق سرمایه گذاری کنسول بریتانیا تحت برنامه UKIERI (فعالیت تحقیق و آموزش موسسه بریتانیایی هند) برای توسعه سیمان های ساختمانی با کمک ضایعات پلاستیک به عنوان ماده ای جایگزین برای شن انجام شده است.
1. مقدمه
ساخت سیمان در هند در سال 2014 به حدود 280 میلیون تن رسیده است (1) و کشور چین در رده دوم قرار دارد. هندوستان حجم کمی از سیمان تولیدی را صادر می کند و تقاضای داخلی برای سیمان تحت تاثیر اقتصاد رو به رشد ، افزایش جمعیت و افزایش استاندارد زندگی قرار می گیرد (2). استحراج انبوده شن و معمولا از طریق انتقال رودخانه ای چندین سال است که یکی از مشکلات موجود در هندوستان است. این مسئله از طریق تقاضای ساختمان سازی تغذیه می شود. قوانین دادگاه عالی در سال 2011 باعث حذف انتقال شن (13) به عنوان یکی از عواقب مسئله عرضه در هندوستان می شود.
سازمان مرکزی کنترل حمعیت هند (GPCB) در سال 2008 گزارش داده است که حدود 15000 هزار تن ضایعات پلاستیک هر روز در هندوستان منهدم می شود (4). ضایعات پلاستیک غیر قابل تفکیک به آرامی تجزیه می شوند. حتی اگر تمام این پلاستیک قابل بازیافت باشد، محصولات پسماند این فرآیند از جمله شن پلی اتیلن تریفتالات (PET) باید به مناطق تفکیک ارسال شوند.
یک راه حل برای این سه مسئله با جایگزینی شن ریز در ترکیب سیمان دارای ضایعات پلاستیک بازیافتی معرفی شده است که به عنوان پسماند در اراضی رها می شوند. این کار نه تنها باعث تشویق گردآوری و استفاده از ضایعات می شود، بلکه منابع جایگزین مواد ریز به جای شن در ترکیبات جدید سیمان فراهم می آورد.
6. نتیجه گیری ها
در این تحقیق، پتانسیل استفاده از ضایعات پلاستیک بازیافت شده در ترکیب سیمان های ساختمانی تشریح شده است. این ترکیب با نسبت جایگزینی حجم 10 درصد دارای پتانسیل صرفه جویی 820 میلیون تن شن در هر سال از زمان استفاده در ترکیبات سیمان است (1). این صرفه جویی معادل 5 درصد از شن سالانه جهان است که به کاهش حجم ارسال شده برای پر کردن اراضی بعضی از کشورها کمک می کند.کاهش تقاضای شن در صنعت ساختمان تائید کننده تلاسها برای محدود سازی تاثیرات تجزیه شن در کشورهایی چون هند و چین است که در این کشورها حجم زیادی از شن هر ساله استخراج می شود.
در مجموع، مشاهده شده است که جایگزینی پلاستیک در ترکیب سیمان باعث کاهش فشردگی و مقاومت کششی می شود که دلیل آن پیوند ضعیف بین پلاستیک و ماتریس مجاور آن است. عدم انتشار نیروی کشش در سیمان و پیوند ضعیف در اطراف ذرات پلاستیک منجر به کاهش فشردگی و مقاومت کششی می شود. استفاده از پلاستیک درجه بندی شده PET دارای اندازه متناسب با ذرات شن روشی جایگزین است و جایگزینی با حجم 10 درصد بهتزین عملکرد را سبب می شود. به علاوه، تولید این ماده مقرون به صرفه است و در بسیاری از بازارها به عنوان موارد زائد در دسترس می باشد. این تحقیق نشان داده است که خرد کردن مواد PET فرآیندی است که مواد جایگزین شن را تولید می کند.
Abstract
Environmental concerns arising from the over-dredging of sand have led to restrictions on its extraction across India, with direct economic impacts on concrete construction. A suitable environmentally friendly alternative to sand must be found to match the huge demand from the concrete construction industry. At the same time, waste plastic is rarely recycled in India, with as much as 40% left in landfill. The dumping of such materials which degrade at extremely low rates meaning they persist in the environment is a long-term environmental concern.
To tackle both issues, it is proposed to process waste plastic to create a partial replacement for fine sand in a novel mix for structural concrete. In this paper eleven new concrete mixes are evaluated to study five plastic material compositions, three groups of particle sizes, three different aspect ratios, and two chemical treatments and establish an appropriate choice of material to act as partial replacement for sand.
The results show that replacing 10% sand by volume with recycled plastic is a viable proposition that has the potential to save 820 million tonnes of sand every year. Through suitable mix design the structural performance of concrete with plastic waste can be maintained. This preliminary work was supported through funding from the British Council under the UKIERI (United Kingdom India Educational Research Initiative) programme for the project ‘Development of structural concrete with the help of plastic waste as partial replacement for sand’.
1. Introduction
Cement manufacture in India reached 280 Mt in 2014 [1], second only to China. India exports only small volumes of cement, with internal demand for concrete being driven by a growing economy, growing population, and rising living standards [2]. Mass extraction of sand, usually via river dredging, has been a problem in India for a number of years and is mainly fed by construction demand. A high court ruling in 2011 has virtually eliminated sand dredging [3] with the consequence of supply problems within India.
The Indian central pollution control board CPCB) reported in 2008 that approximately 15,000 tons of plastic waste is dumped every day in India [4]. Non-biodegradable plastic waste is inert and breaks down very slowly once buried in landfill. Even if all of this plastic could be recycled, by-products of the recycling process such as polyethylene terephthalate (PET) sand are still required to be sent to landfill.
A solution to both of these problems is proposed by substituting fine sand in concrete mixes with processed waste plastic, which would otherwise remain as waste in landfill. This would not only encourage the collection and use of waste, but would provide alternative sources of fine material in place of sand in novel concrete mixes
6. Conclusions
This paper has demonstrated the potential for using recycled waste plastic in structural concrete mixes. At a replacement ratio of 10% by volume, this has the potential to save 820 millions tonnes of sand every year from being used in concrete mixes [1]. This is equivalent to approximately 5% of total global annual sand consumption. A further benefit is to add value to waste plastic, helping to reduce the volumes sent to landfill in some countries. A reduction in sand demand from the construction industry would further support efforts to limit the effects of sand dredging in countries such as India and China, where significant sand volumes are extracted every year.
It is generally seen that substituting plastic into a concrete mix causes a decrease in compressive and tensile strength due to the poor bond between the plastic and surrounding matrix. Since failure in concrete propagates in tension, the poor bond around plastic particles leads to a reduced compressive and tensile strength. The use of a graded PET plastic matched to the size of the sand particles it replaces, and at a replacement of 10% by volume, gave the most promising overall performance. This material is furthermore cost effective to produce and comes widely available as a waste material in many markets. This paper has shown that simply shredding a PET material is sufficient processing to provide a viable alternative to sand.
(جهت بزرگ نمایی روی عکس کلیک نمایید)
چکیده
1. مقدمه
2. پلاستیک به عنوان جایگزینی برای شن در سیمان
2.1 بررسی ذرات
2.2 خلاصه
3. روش تجربی
3.1 طراحی ترکیب
3.2 مواد جایگزین
3.3 آزمایش مقاومت
3.4 میکروسکوپی اسکن الکترون
4. نتایج
5. تحلیل و بحث
6. نتیجه گیری ها
7. پیشنهادات تحقیقات آینده
منابع
Abstract
1. Introduction
2. Plastic as a replacement for sand in concrete
2.1. Treatment of particles
2.2. Summary
3. Experimental methodology
3.1. Mix design
3.2. Replacement materials
3.3. Strength testing
3.4. Scanning electron microscopy
4. Results
5. Analysis and discussion
6. Conclusions
7. Recommendations for Future work
References
- اصل مقاله انگلیسی با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه