ارزيابي تأثير پلاستيك بازيافتي (PET) بر مشخصات مكانيكي و مقاومت سايشي روسازي بتني

Evaluation of Recycled Plastic (PET) Effects on Mechanical Properties and Abrasion Resistance of Concrete Pavements

با توجه به افزايش روزافزون زباله هاي پلاستيكي، تجزيه ناپذير بودن و همچنين مشكلات مربوط به دفن بهداشتي اين مواد، مصرف دوباره زباله هاي پلاستيكي پس از فرآوري در راه ها مي تواند مزاياي اقتصادي و محيط زيستي فراواني داشته باشد. طبق گزارشات سالانه مركز اطلاعات صنعتي و تكنولوژيكي وزارت صنايع و معادن در سال 1396 براي ضايعات بطري هاي پلاستيكي حاصل از مصرف نوشيدني ها و ساير انواع پلاستيك هاي از جنس PET ، مجموعا به ميزان قابل توجه 3/509 هزار تن مي باشد. همچنين در روسازي هاي بتني، مقاومت سايشي از جمله فاكتورهاي مهم دوام است كه همواره مشكل ساز بوده و موجب هزينه-هاي سنگين تعمير و نگهداري مي شود و اكثر روش هاي بهبود آن نيز پرهزينه مي باشد. در اين پژوهش PET بازيافتي در درصدهاي جايگزيني 5، 10، 15، 20، 25 و 30 به صورت حجمي جايگزين ريزدانه طبيعي گرديد و در مجموع 7 طرح كلي ساخته شد و مشخصات بتن تازه و بتن سخت شده از قبيل: مشخصت مكانيكي و مقاومت سايشي نمونه هاي ساخته شده با درصدهاي جايگزيني ذكر شده مورد بررسي قرار گرفت. نتايج بدين قرار است كه: جايگزيني PET بازيافتي با مصالح سنگي طبيعي هم اندازه موجب كاهش اسلامپ و وزن مخصوص بتن تازه شد، افزايش درصد جايگزيني PET زوال بيشتر مشخصات مكانيكي را بهمراه داشت بطوريكه جايگزيني تا 30 درصد موجب كاهش مقاومت فشاري، كششي غير مستقيم و خمشي به ترتيب تا 36، 42 و 22 درصد نسبت به نمونه شاهد شد، PET بازيافتي ريزدانه موجب بهبود مقاومت سايشي بتن شد كه با افزايش درصد جايگزيني مقاومت سايشي بطور كلي افزايش يافت. با توجه به بررسي مشخصات مكانيكي و مقايسه با حداقل-هاي پيشنهادي آيين نامه هاي مختلف و همچنين نظر به مقاومت سايشي نمونه ها، لذا در اين پژوهش جايگزيني 20 درصد PET بازيافتي با ريزدانه به عنوان محتمل ترين درصد جايگزيني بهينه معرفي شده است.

The vulnerability of non-biodegradable wastes and their exploiting to reduce contamination of environment has been abundantly attracted the engineers’ attention. In addition, the abrasion resistance of concrete pavement is one of the prominent factors of durability causing non-affordable maintenance and rehabilitation costs. Thus, utilizing plastic wastes either as aggregate replacement or fiber is considered as an eco-friendly idea. Recently, numerous studies have been carried out to investigate the effects of PET (with different shapes and sizes) on mechanical properties and durability characteristics of concrete. In the present research, 5%, 10%, 15%, 20%, 25% and 30% by volume fraction of natural river sand in concrete mixes were replaced with recycled PET and specifications of fresh and hardened concrete so as to evaluate mechanical properties and abrasion resistance of concrete specimens. The obtained results revealed that replacing recycled PET aggregates with natural sand decreases slump and fresh density of concrete. Nevertheless, the mechanical properties were degraded as PET content increased. Furthermore, the results that replacing up to 30 percent of PET resulted in reducing compressive, splitting tensile and flexural strength, respectively, 36, 42 and 22 percent compared to control sample. In addition, replacing fine recycled PET improved the abrasion resistance of concrete. According to criteria implied by standards, the experimental results admitted that replacing 20% of fine recycled PET resulted in the most possible mechanical behavior and abrasion resistance.