خواص مکانیکی بتن حاوی ذرات زائد PET
چکیده
پلی اتیلن درپلات (PET) یک نوع پلیمر است که در بسیاری از کشورها در سراسر جهان از آن در ساخت فیبرهای پلی استر، رزین بطری و پلی استر مهندسی استفاده می شود. کاربرد گسترده این پلیمر در صنایع بسته بندی مواد غذایی و تجزیه طولانی مدت این نوع از زباله ها در طبیعت باعث شده است که بسیاری از محققان درسراسر جهان به دنبال یک راه دوم و جدید برای بازیافت و استفاده مجدد از آنها باشند. در این پژوهش که یک رویکرد جامع تری از مطالعات قبلی می باشد اثرات 5٪، 10٪ و 15٪ تعویض ماسه با ذرات PET پردازش شده بررسی شد. برای این منظور، نمونه های مکعبی و استوانه ای که دارای نسبت مختلف آب به سیمان بودند تولید شد و خواص فیزیکی بتن تازه مورد بررسی قرار گرفت. علاوه بر این از نمونه های گیرش پیدا کرده در شرایط استاندارد در یک برنامه آزمایشی برای به دست آوردن خواص مکانیکی استفاده شد. نتایج نشان می دهد که بتن های تازه حاوی ذرات PET کارایی و تراکم پایین تری را از خود نشان دادند. بتن حاوی ذرات PET نسبت به بتن معمولی مدول الاستیک پایین تر و مقاومت کششی پایین تری را از خود به جا گذاشتند. مقاومت فشاری و خمشی نیز نشان دهنده یک روند صعودی در مراحل اولیه بود با این حال پس از گذشت مدتی روند آنها کاهشش گشت. از سوی دیگر، آزمایش پالس فراصوتی یک ساختار متخلخل برای بتن حاوی ذرات PET را نشان داد.
1- مقدمه
سبک زندگی مدرن همراه با فن آوری های جدید باعث تولید مواد زائد بیشتری شد که درنهایت این مساله خود منجر به ایجاد مشکلاتی در رابطه با دفع این مواد گشت. بسیاری از مواد زائد غیر دفع بوده و برای صدها و هزاران سال در محیط باقی می مانند. این مواد زائد غیر قابل تجزیه همراه با رشد جمعیت باعث ایجاد بحران زیست محیطی در سراسر جهان می شود. بسیاری از این مواد در محلی تخلیه شده و یا آنها را در زباله دانی غیر قانونی قرار می دهند. PET یک نوع پلی استر ساخته شده از اتیلن گلیکول و ترکیب اسید درپلات می باشد و نام شیمیایی آن پلی اتیلن درپلات یا '' PET '' است [1]. PET یک نوع پلاستیکی است که از آن به دلیل پایداری بالا، تحمل فشار بالا، واکنش پذیر نبودن با ترکیبات و کیفیت عالی در محبوس کردن گازی که می تواند گاز در نوشیدنی های گازی را حفظ کند، به طور گسترده ای در صنعت بسته بندی استفاده می شود [1]. در سال 2009، Nopcor (انجمن ملی منابع حاویPET ) نشان داد که مقدار بطری های و شیشه های PET بازیافتی در ایالات متحده حدود 2.34 109 کیلوگرم در 1 سال بود، در حالی که مقدار بازیافتی شده در حدود 6.53 108 کیلوگرم بوده است که این برابر 28٪ از مقدار موجود است [2]. روش های مختلفی برای دفع این مواد وجود دارد که عبارتند از: دفن، سوزاندن و بازیافت [3]. البته می توان از گرمای تولید شده در طول سوزاندن نیز استفاده نمود و بهره برد اما احتراق برخی از انواع ضایعات مانند بطری های PET ممکن است باعث تولید گازهای سمی شود. مشکل دیگر ناشی از این واقعیت است که این مواد به آرامی تجزیه می شوند و برای بازگشت به چرخه طبیعت نیازمند گذر زمان صدها ساله هستند. بنابراین به نظر میرسد که بازیافت بهترین راه می باشد و که این به دلیل سازگاری با محیط زیست و منافع اقتصادی است [4]. بازیافت بطری های زباله PET به صورت فیبرهای PET برای تولید بتن مسلح فیبری در بسیاری از تحقیقات [5-9] مورد توجه می باشد. حجم محتوای فیبر با توجه به بتن فیبری بین 0.3٪ و 1.5٪ است. بنابراین، با استفاده از این روش مقدار کمی از ضایعات پلاستیک PET [5-9] را می توان بازیافت نمود. اقتصادی ترین راه این است که از ذرات PET به عنوان یک جایگزین سنگدانه و ملات استفاده شود. در نتیجه، با استفاده از ضایعات PET به عنوان سنگدانه در بتن برخی از مزایا مانند کاهش استفاده از منابع طبیعی، مصرف ضایعات، جلوگیری از آلودگی محیط زیست و صرفه انرژی نیز به همراه خواهد بود [4-10-17].
abstract
Polyethylene Therephthalate (PET) is a kind of polymer which is used in manufacturing polyester fibers, bottle resin and engineering polyester in most of the countries around the world. Extensive application of this polymer in food packing industries and long-term decomposition of this kind of waste materials in nature encouraged many researchers around the world to find new ways to recycle and reuse them. In this article, with a more comprehensive approach than previous studies, effects of 5%, 10% and 15% substitution of sand with PET processed particles have been investigated. For this purpose, cubic and cylindrical specimens with different water to cement ratios were manufactured and physical properties of fresh concrete were evaluated. Moreover, the specimens cured in a standard condition were used in an experimental program to obtain mechanical properties. Results indicate that fresh concretes containing PET particles presented lower workability and density. Concrete with PET particles demonstrated lower modulus of elasticity and splitting tensile strength with respect to conventional concrete. The compressive and flexural strength show an ascending trend at the initial stages, however, they tend to decrease after a while. On the other hand, ultrasonic pulse tests revealed a porous structure for concrete containing PET particles.
1. Introduction
The modern life style along with the new technologies caused more waste materials productions for which the disposing problem exist. Most of the waste materials are non-disposal and remain for hundreds and thousands of years in the environment. These non-biodegradable waste materials along with population growth have caused the environmental crisis all around the world. Many of them are stuffed in the dump place or they are outpoured in the dustbins illegally. PET is a kind of polyesters made of the ethylene glycol and therephtalic acid’s composition and its chemical name is Polyethylene Therephthalate or ‘‘PET’’ [1]. PET is one of the most widely used plastics in the package industry because of high stability, high pressure tolerance, non-reactivity with substances and great quality of gas trapping which can preserve the gas in the gaseous drinks [1]. In 2009, Nopcor (National Association of PET Container Resources) found that the overall amount of recyclable PET bottles and glasses in the United States was about 2.34 109 kg in 1 year, whereas the recycled quantity was just about 6.53 108 kg which is 28% of the existing amount [2]. There are different methods for disposing such materials: burial, incinerate and recycling [3]. It is possible to benefit from the produced heat during incineration, but the combustion of some kinds of wastes like PET bottles may produce poisonous gasses. Another problem arises from the fact that these materials slowly decompose and they need hundreds of years to return to the cycle of nature. So it seems that recycling is the best way because of environmental compatibility and economic benefits [4]. Recycling PET waste bottles as PET fibers to make fiber reinforced concrete has been considered in many researches [5–9]. The volume of fiber content with respect to fiber concrete is between 0.3% and 1.5%. So, this procedure recycles small amount of plastic PET wastes [5–9]. The most economical way is using PET particles as a substitute of aggregates and mortar. As a result, using PET waste as an aggregate in concrete has some benefits such as decreasing the usage of natural resources, the wastes consumption, preventing the environmental pollution and economizing energy [4,10–17].
چکیده
1. مقدمه
1.1 ضرورت انجام این پژوهش
2. طراحی آزمایشگاهی
2.1 مواد
2.2 طرح اختلاط بتن
2.3 روش های آزمایش
3. نتایج و بحث
3.1 خواص بتن تازه
3.2 مقاومت فشاری
3.3 مقاومت کششی
3.4 مدول الاستیسیته
3.5 مقاومت خمشی
3.6 وزن واحد های تازه و خشک
3.7 آزمون التراسونیک (UT)
4.خلاصه و نتیجه گیری اظهارات
abstract
1. Introduction
1.1. Research significance
2. Experimental design
2.1. Materials
2.2. Concrete mix design
2.3. The experiment’s methods
3. Results and discussion
3.1. The fresh concrete properties
3.2. Compressive strength
3.3. Splitting tensile strength
3.4. Modulus of elasticity
3.5. Flexural strength
3.6. Fresh and dry unit weight
3.7. Ultrasonic Test (UT)
4. Summary and concluding remarks
- 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