بررسی خصوصیات مکانیکی ترکیبات مختلف از آسفالت و بتن بازیافتی تثبیت شده با سیمان ومسلح شده با الیاف فولادی

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

دانشکده مهندسی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران

چکیده

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، در این تحقیق، به منظور بررسی قابلیت استفاده از این مواد در ساختار روسازی راه، مشخصات تراکمی‏و 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 تمامی‏ترکیبات، با افزایش درصد سیمان، درصد رطوبت بهینه و حداکثر وزن مخصوص خشک افزایش می‏یابد. همچنین، در تمامی‏ترکیبات مورد مطالعه، مقاومت فشاری و خمشی با افزایش سیمان تا 9% افزایش و پس ازآن کاهش می‏یابد. نشان داده می‏شود که مقاومت فشاری و خمشی با افزودن الیاف تا حد معینی افزایش و پس از آن کاهش می‏یابد. آنالیز اقتصادی انجام شده نشان دهنده اقتصادی بودن استفاده از این ضایعات در روسازی به صورت تثبیت شده با سیمان است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

An Investigation on the Mechanical Properties of Different Compositions of Cement Stabilized and Steel Fiber Reinforced Recycled Asphalt and Concrete

نویسندگان [English]

  • Hasan Taherkhani
  • Farhang Farrokhi
  • Amir ShayestehFar
چکیده [English]

One of the major problems caused by construction and demolition of buildings and highways is the environmental pollution due to the produced waste materials. Therefore, in addition to the protection of environment, the recycling and reusing of the waste materials is an economical measure. One of the applications of the waste materials is for highway construction. In order to investigate the applicability of the waste materials in pavement structure, as base or subbase layer, in this research, the compaction and mechanical properties of recycled asphalt and concrete stabilized by cement and reinforced by steel fibers have been studied. Different combinations of the recycled concrete and asphalt have been stabilized by various cement and steel fiber contents, and the compaction properties and the compressive and bending strength have been investigated. The results show that, in all the combinations, the optimum moisture content and the maximum dry density increase with increasing the cement content. In addition, it is found that, up to 9% of cement content, the compressive strength increases with increasing the cement content, and beyond that, the compressive strength decreases with increasing the cement content. Also, the compressive strength of the mixtures increases by addition of steel fiber, with the highest compressive strength at 1% of fiber content. The results also show that, the bending strength of the mixtures increases by increasing the cement and steel fiber content.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Recycled asphalt and concrete
  • Steel Fiber
  • Compressive strength
  • bending strength
- کریمی‏گوغری، م.، حسنی الف.، احمدی، الف. و عرب عامری، ح. (1390) " امکان‏سنجی آزمایشگاهی استفاده از خرده آسفالت بازیافتی به عنوان جایگزین سنگدانه‏ در مخلوط بتن غلتکی روسازی"،  مجله مهندسی حمل و نقل، شماره، 3 پیاپی،  9،  ص. 79-69.
- بلوری بزاز، ج. و زنجانی، م. م.، (1389) "بررسی مقاومت مصالح حاصل از بازیافت نخاله‏های ساختمانی" پژوهشنامه حمل ونقل، سال هفتم، شماره 4.
- جودکی، هادی (1388) "مدیریت و بازیافت نخاله‌های ساختمانی"، سومین همایش و نمایشگاه تخصصی مهندسی محیط زیست، تهران، ایران.
- معاونت برنامه‏ریزی و نظارت رهبردی رئیس جمهور (1390) "آیین نامه طرح روسازی آسفالتی راههای ایران، نشریه 234"، تهران: معاونت برنامه‏ریزی و نظارت راهبردی رییس جمهور.
- مقیمی، م؛ نعمتی، ک و برنجیان، ج (1384) "بررسی خواص مکانیکی بتن بازیافتی با استفاده از خرده بتن" دومین کنگره ملی مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران.
- Agrela, F., Ramirez, A., Barbrado, A. and Galvin, A. P. (2012) “Real application of cement treated mixed recycled aggregates on road based in Malaga” Transportation Research Board Annual Meeting.
- Arellano, D. and Thompson, M. R. (1998) “Stabilized base properties (strength, modulus, fatigue) for mechanistic-based airport pavement design” Technical Report of Research, University of Illinois at Urbana Champaign, Illinois, US.
- Collins R. J. (1994) “Reuse of demolition materials in relation to specifications in the UK. Demolition and reuse of concrete and masonry: guidelines for demolition and reuse of concrete and masonry”, Proceedings of the Third International RILEM Symposium on Demolition and Reuse of Concrete Masonry, Odense, Denmark, pp. 49-56.
- Frondistion, K. and Yannas, S. (1980) “Economics of concrete recycling in the United States” Advanced Research Institute Problems in the Recycling Concrete, France.
- Hansen, T. C. (1992) “Recycling of demolished concrete and masonry”, RILEM (The International Union of Testing and Research Laboratories for Materials and Structures, reports.
- Hoyos, L., Puppala, A. and Ordonez, C. (2011) “Characterization of cement-fiber treated reclaimed asphalt pavement aggregates”, Journal of Materials in Civil Engineering, 23 (7), pp. 997-989.
- Macarthy, R.A. (1989) “General Report: Waste Alternative Materials”, Unbound Aggregates in Road Construction, Jones R.H. & Dawson A.R. edited Butterworths Pub. , Proceeding of The 3rd International Simposium on Unbound Aggregates in Roads(UNBAR 3) Nottingham, United Kingdom, 11-13, June, 1989
- Malhotra, V. M. and Neville, A. (1995) “Symposium on Concrete Technology in the Use of Demolition Waste in Concrete”, BYWAIN Wright, PJ26, pp. 179-197.
- Marradi, A. and Lancieri, F. (2008) “Performance of cement stabilized recycled crushed concrete”, First International Conference on Transport Infrastructure, Beijing, China, pp. 1-10.
- Melbouci, B. (2009) “Compaction and shearing behaviour study of recycled aggregates”, Elsevier, Construction and Building Materials, 23: pp. 2723-2730.
- Molenaar, A. A. A., Xuan, D. X., Houben, L. J. M. and Shui, Z. (2011) “Prediction of the mechanical characteristics of cement treated demolition waste for road bases and sub-bases”, Proceedings of 10th Conference on Asphalt Pavements for Southern Africa, KwaZulu-Natal, South Africa.
- Molenaar, A.A.A. and Van Niekerk, A. A. (2002) “Effects of gradation, composition and degree of compaction on the mechanical characteristics of recycled unbound materials.” Transportation Research Record, No. 1787, pp. 73-82.
- Oikonomou, N. D. (2005) “Recycled concrete aggregates”, Cement and Concrete Composites, Vol. 27, pp. 315-318.
- Poon, C. S. and Chan, D. (2005) “Feasible use of recycled concrete aggregates and crushed clay brick as unbound road sub-base” Construction and Building Materials, Vol. 20, pp. 578-585.
- Pretorius, P. C. and Monismith, C. L. (1971) “The prediction of shrinkage stresses in pavements containing soil cement bases”, Paper presented at the Annual Meeting of the Highway Research Board, Washington D. C.
- Sherwood, P. T. (1968) “The properties of cement-stabilized materials”, RRL Report LR 205, Road Research Laboratory, England.
- Sobhan, K. and Kerizek, R. J. (1996) “Fiber-reinforced recycled crushed concrete as a stabilized base course for highway pavement”, First International Conference on Composites in Infrastructure, Tucson, Arizona, pp. 996-1011.
- Sobhan, K. and Ahmad, T. (2004) “Use of discrete fibers for tensile reinforcement of an alternative pavement foundation with recycled aggregates”, Journal of Cement, Concrete and Aggregates, vol. 25, pp. 7-15.
- Vasiliev, V. and Mozorov, V. “Advanced mechanics of composite materials” Elsevier, UK, 2007, pp. 57-100.
-Williams, R. I. T. (1986) “Cement-treated pavements: materials, design and construction” London, Elsevier Applied Science Publishers LTD.
- Xuan, D. X., Hoube, L. J. M., Molenaar, A. A. A. and Shui, Z. (2012) “Investigation of combined effect of mixture variables on mechanical properties of cement treated demolition waste”, Engineering Journal, Vol. 16 (4), pp. 107-116.