امکان سنجی استفاده از پودر ضایعاتی زغالسنگ در روسازی های بتن غلتکی
چکیده
امکان سنجی استفاده از مصالح یا مواد پسماند کارخانه های صنعتی نظیر سرباره ذوب فلزات یا پسماند زغالسنگ در صنایع کلان نظیر راه و ساختمان مدنظر محققان بسیاری در این زمینه قرار گرفته است. هدف این تحقیق، امکانسنجی آزمایشگاهی استفاده از پسماند زغالسنگ و پودرسنگ آهک به عنوان جایگزین بخشی از کلینکر سیمان در روسازی بتن غلتکی است. حجم زیادی پسماند زغالسنگ در اطراف کارخانه های زغالشویی و معادن زغالسنگ وجود دارد. مقادیر زیاد سیلیس، آلومین و فریک موجود در پسماند زغالسنگ، فعالیت پوزولانی این پسماند و خاکستر آن را تضمین می کند. برای تولید سه سیمان آمیخته این تحقیق، پسماند زغالسنگ پس از پودر کردن، در مرحله ی اول به صورت طبیعی، در مرحلهی دوم به صورت خاکستر پس از کلسینه شدن در دما 750 درجه سانتیگراد و کاهش مقدار کربن نسوخته، جایگزین وزنی 5، 10 و 20 درصدی خاکستر ، سیمان پرتلند شد. مرحله سوم جایگزینی کلینکر، شامل ترکیب 5 پسماند زغالسنگ با 7 درصد پودر سنگ آهک بود. مخلوط های روسازی بتن غلتکی حاوی سه سیمان آمیخته ی تولیدشده، تحت بررسی خصوصیات مکانیکی شامل مقاومت فشاری، مقاومت کششی، مقاومت خمشی، مدول الاستیسته استاتیکی و طاقت قرار گرفتند. همچنین خصوصیات دوام، شامل آزمایشهای جذب رطوبت و جذب رطوبت سطحی اولیه نیز مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاکی از آن بود روند بهبود خصوصیات بتن غلتکی برای ترکیب7 درصد پودر سنگ آهک با 10 درصد خاکستر پسماند زغالسنگ در دوره های عمل آوری 7، 28 و 90 روزه بهترین عملکرد را دارد. لازم به ذکر است 5% جایگزینی کلینکر با پودر پسماند زغالسنگ یاخاکستر پسماند زغالسنگ مقادیر بهتری نسبت به مخلوط کنترلی روسازی بتن غلتکی دارد. تفاوت در ساختار میکروسکوپی در عکسهای اسکن میکروسکوپ الکترونی، تشکیل ساختار سوزنی اترینگایت برای کمک به ژل کلسیم سیلیکات در دوره ی عمل آوری 7 الی 90 روزه را نشان داد. بهعلاوه، بر اساس نتایج آزمایش تراوش آلودگی، مقادیر فلزات سنگین شیرابهی مخلوطهای 17 روزه ی بتنی حاوی سیمان های آمیخته، کمتر از محدوده ی استانداردهای بین المللی می باشد. آزمایش تراوش آلودگی، سازگاری با محیط زیست این پسماند و خاکستر آن را برای استفاده در مخلوط بتن غلتکی را تأیید می کند.