بررسی تأثیر انواع مختلف سنگدانه بازیافتی بتنی بر روی خواص بتن

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 فارغ التحصیل مقطع کارشناسی ارشد مهندسی عمران گرایش راه و ترابری دانشگاه تهران

2 دانشکده مهندسی عمران، پردیس دانشکده های فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران

3 دانشکده مهندسی عمران/پردیس دانشکده های فنی/ دانشگاه تهران

چکیده

در سال‏های اخیر همزمان با افزایش نرخ ساخت و ساز و همچنین تخریب سازه‏های ‏قدیمی، معضلات زیست محیطی مختلفی پدیدار شده است. از جمله این معضلات می‏توان به کمبود منابع طبیعی مانند سنگدانه و کمبود مراکز دفن اشاره کرد. راه حلی که محققین مهندسی عمران اخیراً پیشنهاد کرده‏اند، بازیافت نخاله‏های ساخت و تخریب و استفاده مجدد از آن به عنوان مصالح سنگدانه‏ای در تولید بتن است. سنگدانه‏های بازیافتی بتنی به مراتب کیفیت کمتری نسبت به سنگدانه‏های طبیعی دارند. لذا عموماً انتظار می‏رود بتن ساخته شده با سنگدانه بازیافتی بتنی (بتن بازیافتی) دارای خواص مهندسی ضعیف‏تری نسبت به بتن معمولی باشد.هر چند که این موضوع به شدت تحت تأثیر کیفیت و کمیت سنگدانه بازیافتی مصرفی در بتن است. در این مقاله باتوجه به اهمیت موضوع، تأثیر بتن اولیه سنگدانه‏های بازیافتی بتنی برروی خواص مهندسی سنگدانه بازیافتی بتنی و همچنین بتن بازیافتی تحقیق و بررسی شده است. برای این منظور سه نوع شن بازیافتی بتنی تهیه و تولید شد. سپس مشخصات عملکردی سنگدانه‏های تولیدی با استفاده از آزمایش‌های جذب آب، چگالی، سایش لوس آنجلس و دوام در برابر چرخه‏های ذوب و یخبندان تعیین شد. در ادامه با استفاده از مصالح تولیدی، مجموعاً 8 طرح اختلاط بتن ساخته شد و با انجام آزمایش‌های درصد جذب آب، مقاومت فشاری و همچنین دوام در برابر پوسته‏شدگی، عملکرد نمونه های بتنی ارزیابی گردید. نتایج نشان داد که در حیطه این پژوهش، نوع بتن اولیه چندان برروی عملکرد بتن‏های بازیافتی تأثیرگذار نیست. همچنین در خصوص دوام بتن‏های بازیافتی در برابر پوسته‏شدگی که با اعمال چرخه‏های مختلف ذوب و یخبندان صورت گرفت، با افزایش نسبت جایگزینی، حجم تخریب سطح نمونه‏های بتنی افزایش یافت.با این وجود، کماکان بتن‏های بازیافتی از عملکرد قابل قبولی در برابر پوسته‏شدگی برخوردار بودند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Investigation the effect of Different Types of Recycled Concrete Aggregates on the Engineering Properties of Concrete

نویسندگان [English]

  • milad aghili lotf 1
  • Amir Mohammad Ramezanianpour 2
  • masoud palasi 3
1 MSc. Graduated, School of Civil Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran
2 Faculty of Civil Engineering, College of Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran
3 Associate Professor, School of Civil Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran
چکیده [English]

In recent decades, concurrent with expansion of cities, the demand for new buildings and structures has increased. On the other hand, aggregates constitute the biggest portion of concrete. As such, providing natural aggregates for producing concrete has become a challenge due to shortage of resources. Also, treatment of construction waste materials resulted from demolition of old structures has been another concern. One way to handle these problems is reusing concrete waste as a new material in new construction. Nowadays, recycled concrete aggregate (RCA) is used in concrete as a partial or complete replacement for natural aggregate (NA). Performance of recycled aggregate concrete (RAC) is influenced by the characteristics of the parent concrete from which RCA is obtained. In this research, the mechanical properties and the durability of three types of RCAs from different sources were evaluated. For this purpose, the aggregates' Los Angeles abrasion value and freeze/thaw soundness value were determined. Moreover, eight concrete mixes incorporating different amounts of the RCAs as coarse aggregate were cast and their water absorption coefficient, compressive strength and deicer-salt scaling resistance were assessed. The results showed that the mechanical properties of RCAs had a direct relationship with the mechanical properties and durability of RACs. Also, the type of RCAs had no significant impact on the performance of RACs. However, increasing the replacement amount of RCA decreased the strength and deicer-salt scaling resistance of RACs.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Recycled concrete aggregate (RCA)
  • Compressive strength
  • Freeze and thaw soundness
  • Deicer-salt scaling
  • Parent concrete

مراجع

[1] Fisher C, Werge M (2009) EU as a recycling society. ETC/SCP working paper 2/2009, p 25. http://scp.eionet.europa.eu.int Accessed on May 2017.
[2] De Brito, J., & Saikia, N. (2012). Recycled aggregate in concrete: use of industrial, construction and demolition waste. Springer Science & Business Media.
[3] Donalson, J., Curtis, R., & Najafi, F. T. (2011). Sustainable assessment of recycled concrete aggregate (RCA) used in highway construction. In Proceedings of the 90th annual meeting of the transportation research board.
[4] Otoko, G. R (2014). Review Of The Use Of Construction And Demolition Waste In Concrete. International Journal of Engineering and Technology Research Vol. 2, No. 4, pp. 1 – 8, ISSN: 2327 – 0349 (Online) Available online at www.ijeatr.org.  
[5] Malešev, M., Radonjanin, V., & Marinković, S. (2010). Recycled concrete as aggregate for structural concrete production. Sustainability, 2(5), 1204-1225.
[6] Aghili lotf, M (2017). Evaluation of the mechanical and durability properties of recycled concrete aggregates and its use in concrete mixes. Master thesis, university of Tehran, Iran.
[7] BS 8500-1. (2015) Concrete – Complementary British Standard to BS EN 206. Method of specifying and guidance for the specifier. https://www.thenbs.com/PublicationIndex/documents/details?Pub=BSI&DocID=310373.
[8] Gonzalez-Fonteboa B, Martinez-Abella F (2008) Concretes with aggregates from demolition waste and silica fume: materials and mechanical properties. Build Environ 43(4):429–437.
[9] McGinnis, M. J., Davis, M., de la Rosa, A., Weldon, B. D., & Kurama, Y. C. (2017). Strength and stiffness of concrete with recycled concrete aggregates. Construction and Building Materials, 154, 258-269.
[10] Wang, L., Wang, J., Qian, X., Chen, P., Xu, Y., & Guo, J. (2017). An environmentally friendly method to improve the quality of recycled concrete aggregates. Construction and Building Materials, 144, 432-441.
[11] Ahmadi, M., Farzin, S., Hassani, A., & Motamedi, M. (2017). Mechanical properties of the concrete containing recycled fibers and aggregates. Construction and Building Materials, 144, 392-398.
[12] Sadati, S., & Khayat, K. H. (2016). Field performance of concrete pavement incorporating recycled concrete aggregate. Construction and Building Materials, 126, 691-700.
[13] Surya, M., VVL, K. R., & Lakshmy, P. (2013). Recycled aggregate concrete for transportation infrastructure. Procedia-Social and Behavioral Sciences, 104, 1158-1167.
[14] Debieb, F., Courard, L., Kenai, S. and Degeimbre, R., (2009). Roller compacted concrete with contaminated recycled aggregates. Construction and Building Materials, 23(11), pp.3382-3387.
[15] Tabsh, S. W., & Abdelfatah, A. S. (2009). Influence of recycled concrete aggregates on strength properties of concrete. Construction and Building Materials, 23(2), 1163-1167.
[16] DIN 4226-100, (2002). Aggregates for mortar and concrete. Part 100: Recycled aggregates.
[17] ASTM C 192. "Standard practice for making and curing concrete test specimens in the laboratory". West Conshohocken (PA): ASTM International (2010).
[18] Ferreira, L. de Brito, J. and Barra, M. "Influence of pre-saturation of recycled coarse concrete aggregates on structural concretes mechanical and durability properties". Mag Concr Res 63(8):617–627 (2011).
[19] Casuccio, M. Torrijos, M. C. Giaccio, G. and Zerbino, R. "Failure mechanism of recycled aggregate concrete". Constr Build Mater, 22(7), 1500-1506 (2008).
[20] Etxeberria, M. Vázquez, E. Marí, A. and Barra, M. "Influence of amount of recycled coarse aggregates and production process on properties of recycled aggregate concrete". Cement concrete Res, 37(5), 735-742 (2007).
[21] Poon, C. S. Shui, Z. H. and Lam, L. "Effect of microstructure of ITZ on compressive strength of concrete prepared with recycled aggregates". Constr Build Mater, 18(6), 461-468 (2004).
[22] ASTM C 127. (2004). Standard Test Method for Density, Relative Density (Specific Gravity), and Absorption of Coarse Aggregate. Annual book of ASTM standards.
[23] ASTM C 131/C 131 M. (2014). Standard Test Method for Resistance to Degradation of Small-Size Coarse Aggregate by Abrasion and Impact in the Los Angeles Machine.
[24] CSA A23.2-24A. (2004). Test Method for the Resistance of Unconfined Coarse Aggregate to Freezing and Thawing. Canadian Standards Association.
[25] ASTM C 642. "Standard test method for density, absorption, and voids in hardened concrete". Annual book of ASTM standards, 4 (2012).
[26] EN BS 12390-3. "Testing Hardened Concrete: Compressive Strength of Test Specimens". British Standard Institution, London (2009).
[27] ASTM C 672. "Standard Test Method for Scaling Resistance of Concrete Surfaces Exposed to Deicing Chemicals". Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia (2014).
[28] A23.1-09/A23.2-09. (2014). Concrete materials and methods of concrete construction/Test methods and standard practices for concrete.

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 25 فروردین 1397
  • تاریخ بازنگری: 28 شهریور 1397
  • تاریخ پذیرش: 20 مهر 1397

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار