استفاده از نخاله های ساختمانی در آسفالت

^{صنعتگران جوان : یکی از مشکلات ناشی از تخریب ساختمان‌ها و روسازی راه‌ها، آلودگی زیست محیطی ایجاد شده از انباشتن نخاله‌های به دست آمده از آنها است. از نظر اقتصادی و زیست محیطی، بازیافت و استفاده مجدد از نخاله‌های حاصل از تخریب دارای اهمیت است. در صورتی که این مواد خصوصیات لازم را داشته باشند، می‌توان آنها را در ساختار روسازی استفاده کرد.}

 

 

^{با توجه به این که بتن و آسفالت حجم قابل توجهی از نخاله‌های تخریب ساختمان‌ها و راه‌ها را تشکیل می‌دهند‌، به منظور بررسی قابلیت استفاده از این مواد در ساختار روسازی راه، مشخصات تراکمی و خصوصیات مکانیکی شامل مقاومت فشاری و خمشی ترکیبات مختلفی از خرده بتن و آسفالت بازیافتی که با سیمان تثبیت شده و با الیاف فولادی مسلح شده‌اند مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهند که در تمامی ترکیبات، با افزایش درصد سیمان، درصد رطوبت بهینه و حداکثر وزن مخصوص خشک افزایش می‌ی‏ابد.}

^{هر ساله، تخریب و نوسازی ساختمان‌ها و راه‌ها حجم زیادی از مواد ضایعاتی را ایجاد می‌کند‌. این مواد ضایعاتی یکی از عوامل اصلی آلودگی محیط زیست بوده و از طرفی ذخیره و دپوی آنها سطح قابل توجهی از زمین‌های با ارزش را اشغال می‌کند. بررسی‌ها نشان می‌دهند که نخاله‌های ساختمانی۵۰٪ حجم کل مواد ضایعاتی را در دنیا تشکیل می‌دهند و در اتحادیه اروپا، به ازاء هر نفر، در سال ۵۰۰ کیلوگرم ضایعات ساختمانی تولید می‌شود.}

^{بررسی خصوصیات مکانیکی‌ آسفالت و بتن بازیافتی}

^{این مواد متشکل از بتن، ملات و آجر هستند که به همراه آنها چوب و مواد پلاستیکی و سایر مواد، از جمله فلزات نیز وجود دارند. اما، بتن یکی از اجزاء غالب ضایعات ساختمانی است. همچنین، با توجه به خرابی‌های ایجاد شده در رویه‌های آسفالتی، در بسیاری موارد، این مصالح از سطح راه تراشیده شده و مجدداً استفاده و یا در اطراف راه دپو می‌شود. از طرف دیگر، برای ساخت لایه‌های مختلف روسازی راه‌ها، نیاز به تهیه مصالح مناسب است، که معمولاً از منابع طبیعی برداشت شده و بعد از فرآوری استفاده می‌شوند. این کار علاوه بر هزینه زیاد تهیه و حمل برای پروژه‌هایی که مصالح مناسب در نزدیکی پروژه وجود ندارد، خود عامل بر هم زدن محیط و شکل طبیعی زمین می‌شود.}

^{بنابراین، در صورتی که بتوان ضایعات ساختمانی و راهسازی را در لایه‌های روسازی بکار برد، هم از نظر زیست محیطی و هم از نظر اقتصادی دارای اهمیت خواهد بود. این مواد را می‌توان بعد از شکستن و دانه بندی کردن، به صورت تثبیت شده و یا نشده در راهسازی بکار برد. چندین سال است که در برخی از کشورهای صنعتی از ضایعات ساختمانی و راهسازی، به ویژه بتن و آسفالت به عنوان بخشی از سنگدانه‌های بتن و آسفالت جدید استفاده می‌شود. تحقیقات کمی در مورد ویژگی نخاله‌های ساختمانی به صورت ترکیبی و تثبیت شده و مسلح شده با الیاف انجام شده است.}

^{‌با توجه به اهمیت یافتن آلودگی محیط زیست و مصرف انرژی در عصر حاضر، بازیافت و استفاده مجدد از مواد ضایعاتی مورد توجه قرار گرفته است. یکی از اصلی‌ترین مواد ضایعاتی، ضایعات حاصل از تخریب و نوسازی ساختمان‌ها و راه‌ها است. بنابراین در برخی از کشورهای پیشرفته از ضایعات ساختمانی بویژه سنگدانه‌های حاصل از بتن بازیافتی، به عنوان بخشی از مصالح سنگی بتن استفاده می‌شود.}

^{در انگلستان ۱۰٪ از حجم کل سنگدانه‌هایی که در این کشور استفاده می‌شود، حاصل از بتن بازیافتی است‌. معمولاً، حد معینی برای میزان استفاده از سنگدانه‌های بازیافتی در بتن مشخص می‌شود‌.}

^{یکی دیگر از موارد استفاده از مصالح حاصل از بازیافت ضایعات ساختمانی، در راهسازی است که در آن مواد ضایعاتی به صورت تثبیت شده یا نشده در لایه‌های اساس یا زیراساس بکار می‌روند. به طور مثال در کشورهای آلمان، هلند، بلژیک و نروژ تحقیقات زیادی برای بررسی امکان استفاده از این مصالح در ساختمان راه صورت پذیرفته است.}

^{محققان کاربرد ضایعات ساختمانی تثبیت شده را به عنوان اساس روسازی راه مورد مطالعه قرار داده و خصوصیات آنها را بررسی نمودند. آنها ترکیبات مختلفی را متشکل از بتن و خرده آجر، با درصدهای مختلف سیمان تثبیت کرده، و مقاومت فشاری و مدول الاستیسیته آنها را در درصد تراکم‌های مختلف بررسی‌ و نتیجه گیری کردند که علاوه بر مقدار سیمان و درجه تراکم، نحوه ترکیب این مصالح شامل نسبت خرده آجر به بتن، تأثیر زیادی بر روی خصوصیات مصالح تثبیت شده دارد.}

^{نتایج تحقیق ‌نشان داد که با استفاده از ۱۰۰ % مصالح بتنی بازیافت شده در زیر اساس راه، رطوبت بهینه و وزن مخصوص خشک حداکثر، در مقایسه با مصالح طبیعی به ترتیب افزایش و کاهش پیدا کردند. علاوه بر این، با جایگزینی مصالح بتنی بازیافتی با آجر رسی خرد شده، منحنی رطوبت بهینه افزایش و حداکثر وزن مخصوص خشک کاهش پیدا کرد. آجر رسی خرد شده در مقایسه با مصالح بتنی بازیافت شده از وزن مخصوص ذرات پایین و جذب آب بالایی برخوردار است.}

^{سن بتن بازیافتی در کارآیی بتن بازیافتی تثبیت شده با سیمان بسیار تأثیرگذار است. در نهایت‌ این مواد قابلیت استفاده در لایه‌های اساس و زیراساس را دارند و می‌توان به عنوان مصالح جایگزین از آنها بهره برد.‌ ‌}

^{‌استفاده از خرده آسفالت بازیافتی به عنوان بخشی از سنگدانه بتن غلتکی روسازی تاثیری بر روانی، تراکم پذیری، مقادیر سیمان و آب مخلوط نداشته است، اما مقاومت فشاری با افزایش هر چه بیشتر درصد استفاده از خرده آسفالت بازیافتی کاهش می‌ی‏ابد.}

^{وقتی دانه‌های بتن بازیافتی با مقدار ۴ درصد سیمان و ۴ درصد خاکستر بادی تثبیت شوند می‌توان مقاومت لایه اساس را به میزان خوبی بالا برد. علاوه بر این اختلاط خوب با الیاف باعث بهتر شدن مقاومت خمشی و کششی ‌ می‌شود.}

^{وزن مخصوص}

^{حداکثر وزن مخصوص خشک ترکیبات با افزایش درصد سیمان و افزایش درصد حجمی آسفالت بازیافتی در ترکیب افزایش می‌یابد. بر اساس یافته‌های پیشین انتظار می‌رفت که به دلیل سخت شدگی اولیه در مقابل تراکم حداکثر وزن مخصوص خشک، با افزایش درصد سیمان، کاهش یابد. اما، نتایج این تحقیق خلاف آن را نشان داد. به نظر می‌رسد علت این موضوع تراکم مخلوط بلافاصله بعد از اختلاط با آب‌ باشد. این کار فرصت سخت شدگی و کاهش وزن مخصوص را می‌گیرد. از سویی، چگالی بیشتر سیمان نیز در افزایش وزن مخصوص موثر بوده است. دلیل افزایش وزن مخصوص با افزایش درصد حجمی آسفالت را می‌توان به اصطکاک کم بین دانه‌های آسفالت و امکان تراکم بهتر آن و چگالی بیشتر آسفالت نسبت به بتن نسبت داد.}

^مقاومت

^{افزایش مقاومت با افزایش درصد الیاف را می‌توان به قفل و بست و اتصال بهتر بین سنگدانه‌ها با حضور الیاف نسبت داد. اما زیاد شدن الیاف بیش از حد معین مانع از تراکم بهتر شده و قفل و بست بین سنگدانه‌ها و مقاومت را کاهش می‌دهد. ‌همچنین نتایج نشان می‌دهند که ترکیبات با درصد حجم یبتن بیشتر دارای مقاومت خمشی بیشتر هستند، که دلیل آن بیشتر بودن اصطکاک بین سنگدانه‌ای برای بتن است. استفاده از الیاف در ترکیبات مختلف مقاومت خمشی را درصد افزایش می دهد، است. با توجه به کمتر بودن اصطکاک بین دانه‌های آسفالت بازیافتی، تأثیر الیاف در افزایش قفل و بست سنگدانه در ترکیبات با آسفالت بیشتر، مشهودتر است.}

^{رابطه‌ای بین مقاومت خمشی و فشاری برای مصالح سنگی بازیافتی تثبیت شده با سیمان مسلح شده یا نشده با الیاف یافت نشد.}

^{مقدار این نسبت با افزایش درصد آسفالت ضایعاتی، افزایش می‌یابد، اگر چه مقاومت خمشی با افزایش درصد حجمی آسفالت ضایعاتی کاهش می‌یابد. اما کمتر بودن مقاومت فشاری و عملکرد بهتر مخلوط آسفالتی در کشش حاصل از خمش، به علت وجود قیر در سطح آنها و ایجاد مقاومت بیشتر در مقابل کشش را می‌توان دلیل زیادتر شدن نسبت مقاومت خمشی به فشاری با افزایش درصد حجمی آسفالت در مخلوط دانست. همچنین، ملاحظه می‌شود که روند معینی از تغییرات این نسبت با درصد الیاف مشاهده نمی‌شود. با این وجود مخلوط‌های حاوی الیاف دارای نسبت مقاومت خمشی به فشاری بزرگ‌تری نسبت به مخلوط‌های بدون الیاف هستند.‌}

• ^{درصد رطوبت بهینه با افزایش درصد سیمان و افزایش درصد حجمی بتن در ترکیبات مورد تحقیق افزایش می‌یابد.}
• ^{حداکثر وزن مخصوص خشک با افزایش درصد سیمان و افزایش درصد حجمی آسفالت بازیافتی افزایش می‌یابد.}
• ^{‌مقاومت فشاری ترکیبات تثبیت شده با افزایش درصد حجمی بتن افزایش می یابد.}
• ^{افزایش الیاف فولادی تا ۱% مقاومت فشاری ترکیبات را افزایش و پس از آن کاهش می‌دهد.}
• ^{مقاومت خمشی با افزایش الیاف تا ۱% وزنی افزایش و پس از آن کاهش می‌یابد.}
• ^{تأثیر الیاف در افزودن مقاومت خمشی بیشتر از افزودن مقاومت فشاری است.}
• ^{مقاومت خمشی ترکیبات بدون الیاف حدود ۱۶/۴٪ مقاومت فشاری و مقاومت خمشی ترکیبات مسلح شده با الیاف حدود ‌۱۸ %مقاومت فشاری تک محوری است.}

^{ارزیابی اقتصادی}

^{ارزیابی اقتصادی نشان داد که تمامی ترکیبات به دست آمده از آسفالت و بتن ضایعاتی که با ۹% سیمان تثبیت شده و فاقد الیاف هستند، اقتصادی‌تر از اساس شن و ماسه‌ای تثبیت نشده هستند. اما، استفاده از ترکیباتی که با ۱% الیاف فولادی مسلح شده‌اند غیراقتصادی است.}

 

 

 

 

 

 

 

 

 

omransoft