تعيين درصد بهينه اختلاط پسماند مقواسازي در تهيه بتن سبك غيرباربر

Determination of optimal percent mixing of cardboard waste in production of non-load bearing concrete

مقدمه و هدف: بيشتر صنايع كاغذ و مقواسازي براي دفع پسماندهاي توليدي خود، صرف نظر از هزينه هاي گزاف، از دو روش متداول سوزاندن و دفن در خاكچال استفاده مي كنند. تركيبات خطرناك موجود در اين نوع پسماندها، سبب آلودگي هاي محيط زيست و به خطر افتادن سلامت بشر مي شود. بسياري از مطالعات سال هاي اخير نشان مي دهد كه بعضي از ضايعات حاصل از صنايع كاغذ و مقوا مي تواند به عنوان مواد اوليه در صنعت ساختمان به كار رود. اين تحقيق با هدف تعيين درصد بهينه اختلاط پسماند مقواسازي در تهيه بتن سبك غير باربر انجام شد. روش بررسي: در اين تحقيق از دو نوع پسماند كارخانه مقواسازي (پسماند نوع1 حاوي مقوا و ماسه و پسماند نوع2 حاوي نايلون، يونوليت و مقوا) كه بيشترين حجم پسماندها را تشكيل مي دهند استفاده شد. مشخصات فيزيكي و ميكروبي پسماندها مطابق ASTM اندازه گيري شد. همچنين تركيب هاي مختلف شيميايي پسماندها شامل عناصر مختلف با استفـاده از ميكــروسكـوپ الكتروني اندازه گيري شد. پس از آماده سازي نمونه ها، آزمايش هاي مورد نظر براي تعيين درصد بهينه اختلاط پسماند در بتن در سنين 7، 14 و 28 روز انجام شد. يافته ها: از آنجاييكه pH نمونه بتن هاي تازه حاوي پسماند بزرگتر از 12 مي باشد، مي توان مطمين شد كه هيچ گونه مشكل ميكروبي وجود نخواهد داشت. به طوركلي استفاده از پسماند در توليد بتن سبب كاهش مقاومت فشاري نمونه ها مي شود. مقايسه مقاومت فشاري بتن هاي حاوي پسماند نوع1 و نمونه بتن هاي حاوي هر دو نوع پسماند، نشان مي دهد با كاهش ميزان پسماند نوع 2 نسبت به پسماند نوع1 مقاومت فشاري بتن بهبود مي يابد. نتايج حاصل از آزمايش چگالي خشك، نشان دهنده كاهش چگالي نمونه-هاي بتني حاوي پسماند با افزايش درصد جايگزيني پسماند در بخش ماسه مي باشد. همچنين استفاده از پسماند نوع2 باعث سبك تر شدن نمونه هاي بتني نسبت به نوع1 مي شود. مقادير بهينه درصدهاي جايگزيني پسماند بجاي بخش ماسه بتن براي نمونه هاي حاوي پسماند نوع 1 و نوع 2، به ترتيب 70 و 75 و همچنين براي نمونه هاي حاوي هر دو نوع پسماند، 49 درصد پسماند نوع 1 و 21 درصد پسماند نوع 2 مي باشد. بحث و نتيجه گيري: با توجه به نتايج به دست آمده، استفاده از پسماند نوع1 در توليد بتن به لحاظ اقتصادي و زيست محيطي به-سبب استفاده از سيمان كمتر رضايت بخش تر مي باشد. استفاده از پسماندهاي كارخانه هاي مقواسازي در توليد بتن سبب صرفه هاي زيست محيطي و اقتصادي (سودآوري و توليد اشتغال، كاهش هزينه هاي انتقال پسماندها به محل دفن، كاهش وزن سازه، استفاده از پسماند به جاي خريد ماسه و كاهش آلودگي هاي زيست محيطي ناشي از سوزاندن و دفن پسماندهـا در خاكچال) مي شود.

Introduction and aims: Most of paper and cardboard industries regardless of the exorbitant costs use incineration and disposal methods for their waste production. Hazardous substances contained in these wastes can contaminate the environment and cause a risk for the human health. Many recent studies show that some of the paper and cardboard industry wastes can be used as raw material in the construction industry. The aim of this study was to determine the optimal percent mixing of cardboard waste in production of non-load bearing concrete. Materials and method: In this study, two kinds of recycled paperboard mill wastes (type 1: waste contains cardboard and sand and type 2: waste containing nylon, cardboard and Yonolit) that have the most volume of the wastes were used. Physical and microbial characteristic of wastes were measured according to ASTM. As well as the chemical composition of the waste consists of various elements were measured by using an electron microscope. After preparation of the samples, the required tests were carried out to determine the optimal mixture of waste in concrete at the ages of 7, 14 and 28 days respectively. Results: Since the pH of fresh concrete containing waste is greater than 12, can be sure that there will not be any microbiological problem. In general, the use of waste in concrete production reduces the compressive strength of the samples. Comparing the compressive strength of concrete containing waste type 1 and concrete samples containing both waste types shows that reducing the amount of waste type 2 in compare with waste type 1 improves concrete strength. The results of dry density test show the density decrease of concrete samples containing waste by increasing the percentage of waste replacing in the sand. Also using of waste type 2 causes lighter concrete samples in compare with using waste type 1. Optimal amounts of waste replacement instead of sand for samples containing waste type 1 and type 2, 70% and 75% ,respectively, as well as for samples containing both waste types, 49% of waste type 1 and 21% waste type 2. Conclusion: According to the results, in terms of economic and environmental benefits, the use of waste type 1 in the production of concrete for the lower use of cement is more satisfactory. The use of paperboard mill wastes in the production of concrete due to environmental and economical efficiency (profitability and employment, reducing the cost of transferring waste to landfills, reducing structural weight, using waste instead of buying sand and reduce the environmental pollution caused by incineration and landfilling) is noticable.