فرمت فایل:WORD
تعداد صفحات:12صفحه
چکیده
امروزه با توجه به حجم عظیم تولید زباله و عدم وجود فضای کافی برای انباشته سازی آن، این موضوع به‌عنوان یکی از معضلات اساسی جامعه مبدل شده است. در این میان استفاده از خاکستر فضولات حیوانی به‌منظور تولید بتن راه‌حل مناسبی برای به‌کارگیری این مواد در صنعت سیمان و متعاقباً کمک به صرفهجویی اقتصادی در کارهای عمرانی میباشد. در این تحقیق عملکرد خاکستر فضولات حیوانی در مقاومت فشارسی، مقاومت خمشی و درصد جذب آب ملات، توسط نمونهها اندازهگیری شد. این خاکستر دارای خاصیت پوزولانی بسیار خوبی بوده که جانشینی مقدار معینی از آن به‌جای سیمان پرتلند باعث افزایش مشخصات مکانیکی ملات می‌گردد.10 طرح اختلاط در 2 نوع ماسه مختلف ساخته شد، ملاتهای ساخته‌شده حاوی 5، 10، 15، 20، درصد جانشینی وزنی خاکستر فضولات حیوانی به‌جای سیمان میباشد که در سنین 7، 28 و 56 تحت آزمایش مقاومت فشاری، و در سن 28 روز تحت آزمایش مقاومت خمشی و جذب آب قرار گرفتند. نتایج بدست آمده نشان میدهد که جانشینی این خاکستر باعث افزایش مقاومت مکانیکی و کاهش نفوذپذیری ملات در مقایسه با ملات سیمان خالص می‌گردد.
واژگان کلیدی: ملات، خاکستر فضولات حیوانی، پوزولان، مقاومت فشاری
Effect of animal waste ash on mechanical properties of mortar
ABSTRACT
Today, with regard to high volume of garbage production and lack of existing enough space for their stacking, this topic has turned out to be one of the basic issues of societies. In between them, use of animal waste ash is an appropriate solution for the purpose of concrete production in cement industry and consequently help economical saving in construction work. In present study, performance of animal waste ash in compressive strengths and flexural strength and percentage of water absorption of mortar by samples were measured. This ash which has a very good pozzolanic property has been used in ten mix designs with two different sands. Mortars made contain 5, 10, 15 and 20 percent of animal waste ash replaced by cement weight and tested compressive strength at 7, 28 and 56 days for flexural strength and water absorption at an age of 28 days. Results show that replacing of the ash causes an increase in flexural strength and a decrease in mortar permeability as compared to cement mortar alone.
Key words: mortar, animal waste ash, Pozzolan, compressive strength,
1- مقدمه
طراحی و تولید محصولات مختلف پایه سیمانی سبب گردیده است که افزودنیهای گوناگون به طرح اختلاط این محصول اضافه گردد. از منظر توسعه پایدار صنعت بتن، در صورتی یک ماده میتواند در ساخت محصولات پایه سیمانی مورد استفاده قرار گیرد که دارای اثرات زیست‌محیطی اندک باشد. در همین راستا، به‌کارگیری مصالح زائداتی و پسماند در ساخت محصولات سیمانی به‌عنوان یکی از مهمترین استراتژیهای پایدار مطرح میباشد. با توجه به حجم عظیم تولید زباله و عدم وجود فضای کافی برای انباشته سازی آن بحث مدیریت پسماند به یکی از معضلات اساسی جوامع بدل گشته است. بسیاری از پسماندها از قبیل فلزات و پلاستیکها قابل بازیافت و استفاده مجدد میباشند. امروزه فرآیندهای بازیافتی با دو نگرش مهم استفاده بهینه از منابع موجود و حفاظت از محیط‌زیست به‌طور جدی مورد توجه کشورهای جهان و در محدوده برنامههای توسعه آنان قرار گرفته است. خاکستر پسماند محصولات کشاورزی سرشار از سیلیس میباشد که به‌عنوان یک سیلیکای به اصطلاح زیست‌محیطی، حاوی خاصیت آمورفی است [3و2و1]. در این میان استفاده از خاکستر پسماند مواد غیرقابل بازیافتی نظیر تفالهها چوب و فضولات حیوانی به منظور تولید بتن راه‌حل مناسبی برای به‌کارگیری مجدد این مواد در صنعت و متعاقباً کمک به صرفهجویی اقتصادی در پروژه عمرانی میباشد. خاکستر فضولات حیوانی نمونهای از پوزولان میباشد که از ضایعات دامداری بدست میآید، و میتواند به عنوان جایگزین سیمان مورد استفاده قرار گیرد. از پارامترهای مؤثر بر خصوصیات خاکستر میتوان به نرخ افزایش دما، دمای نهایی احتراق، مدت زمان احتراق، وجود یا عدم وجود اکسیژن و نرخ خنک نمودن خاکستر خروجی احتراق اشاره نمود [4]. تحقیقات صورت گرفته در دانشگاه صنعتی امیرکبیر، احتراق به مدت 60 دقیقه در دمای 650 درجه سانتیگراد را به عنوان احتراق بهینه توصیه مینماید [5]. در حالی که دلا (2002)، احتراق در دمای 700 درجه سانتیگراد به مدت 6 ساعت را به عنوان احتراق بهینه معرفی نموده است [6]. یکی از راههای تولید پوزولان مصنوعی سوزاندن زائدات صنعتی و کشاورزی میباشد. این موضوع میتواند به هموار نمودن استراتژیهای مدیریت مواد زائد بینجامد. بر اساس تحقیقات انجام شده فرآیند سوزاندن میتواند به طور مؤثری سبب افزایش فعالیت پوزولانی مصالح گردد[8و7]. از دیگر پارامترهای مؤثر بر خصوصیات خاکستر، مدت زمان آسیاب کردن خاکستر جهت دستیابی به ذراتی با سطح ویژه و واکنش‌پذیری بالا میباشد. نظر به این که مواد سیلیس در داخل حجم خاکستر به‌صورت پراکنده گسترش یافتهاند، احتراق خاکستر یک اسکلت سیلیسی متخلخل به جا خواهد گذاشت. با آسیاب نمودن خاکستر، این اسکلت متخلخل فروریخته و به ذرات ریزی تبدیل میشود که این ذرات در صورت اعمال دقت در پروسه تولید به شدت واکنش زا بوده و قابلیت بالایی جهت جایگزین شدن به جای سیمان دارد [4]. ماده پوزولانی بایستی قبل از مصرف به شکل پودر درآید تا سیلیس موجود در آن بتواند در حضور آب با آهک، سیلیکاتهای کلیسین پایدار را که دارای خواص چسبندگیاند، تشکیل دهد [9]. آزمایشهای ناییک و همکارانش (2003) بر روی خاکستر چوب نشان داد که خاکستر دارای خاصیت پوزولانی است و به این ترتیب قابلیت ایجاد بهبود خصوصیات بتن را دارا میباشد [10]. تحقیقات اولوکده و همکارانش (2013) پیرامون استفاده از خاکستر چوب به‌عنوان جایگزین سیمان در بتن نشان داده است که نسبت 5 تا 10 درصد جایگزینی وزنی سیمان بهترین بازه جهت به‌کارگیری در مخلوط بتن میباشد [11]. در حال حاضر در بسیاری از مناطق روستایی در سطح کشور از چوب و فضولات خشک شده حیوانات به‌عنوان یک ماده سوختنی استفاده می‌گردد، بخش عمدهای از خاکستر حاصل (خاکستر پسماند طبیعی) به‌عنوان کود مورد استفاده قرار گرفته و باقیمانده آن دورریز میشود. تحقیقات صورت گرفته توسط رضوی و همکاران (1392) نشان داد که استفاده از مقادیر مختلف (5، 8 و 12 درصد وزنی) خاکستر پسماند طبیعی در بتن با استفاده از 5 تا 8 درصد وزنی خاکستر به‌عنوان جایگزین سیمان، منجر به تولید بتنی با مشخصات مکانیکی بالا شد [12].
هدف از این تحقیق معرفی ماده افزودنی خاکستر فضولات حیوانی به‌عنوان یک پوزولان توانمند و بررسی عملکرد آن به‌عنوان جایگزین سیمان در بتن به منظور بهبود و دوام ملات میباشد. نتایج نشان دهنده بهبود مشخصات مکانیکی و نفوذپذیری آزمون‌های ملات حاوی خاکستر فضولات حیوانی در مقایسه با ملات سیمانی است.
مقاله رشته عمران - تأثیر خاکستر فضولات حیوانی بر خواص مکانیکی ملات