مقاله تحلیلی: سنگ‌ دانه‌ های خرد شده بتنی- خصوصیات و کاربردهای سنگ‌ دانه‌ های بازیافتی

سنگ‌دانه‌های خردشده که تحت عنوان سنگ‌دانه‌های بازیافتی نیز شناخته می‌شوند، قطعات و تکه‌هایی از ساختمان‌های بتنی بوده که تخریب‌شده و یا مورد بازسازی قرارگرفته‌اند. مواد زائد و آلاینده‌های این قطعات تمیز شده و به قطعات کوچک‌تر جهت تولید سنگ‌دانه‌هایی که تحت عنوان سنگ‌دانه بازیافتی نیز شناخته می‌شوند، تبدیل می‌گردند.

استفاده از سنگ‌دانه خردشده بتنی موجب عدم نیاز به دفع بتن و استفاده از آن به‌عنوان یک منبع جهت تولید بتن می‌شود.

علت کاربرد سنگ‌دانه‌های بتن خردشده

دلایل مختلفی جهت استفاده از بتن خردشده وجود دارند که عبارت‌اند از:

این روش به‌عنوان یک رویکرد جایگزین با هزینه کم نسبت به خرد کردن مصالح خام طبیعی محسوب می‌شود.
سنگ‌دانه بتن خردشده موجب پایداری و ثبات پروژه‌ها می‌شود.
بتن تولیدشده با سنگ‌دانه بازیافتی رد پای کربن کمتری دارد.
این روش موجب کاهش استفاده از سنگ‌دانه طبیعی می‌شود.
این روش به انرژی کمتری نسبت به حفاری نیاز دارد.

خصوصیات سنگ‌دانه بتن خردشده

1.اندازه سنگ‌دانه

لازم است تا بتن خردشده جهت رسیدن به‌اندازه مطلوب پردازش شود. روش خرد شدن بتن (مکانیکی یا دستی) به‌عنوان یکی از عواملی شناخته می‌شود که بر مقاومت بتن تأثیر می‌گذارد.

بتن تولیدشده با سنگ‌دانه بتن خردشده سخت و غیرقابل¬استفاده خواهد بود. افزودن مقداری ماسه طبیعی این مشکل را برطرف خواهد کرد. می‌توان از سنگ‌دانه بازیافتی بدون شستشو استفاده کرد. درنهایت، فرآیند خرد شدن و ابعاد سنگ‌دانه بازیافتی بر روی میزان چسبندگی ملات تأثیرگذار است.

2.دانه‌بندی سنگ‌دانه

دانه‌بندی سنگ‌دانه‌ها بر روی مقدار آب موردنیاز جهت ایجاد کارایی لازم بتن تأثیرگذار است. افزایش نسبت ریزدانه‌ها موجب افزایش نیاز به آب شده و این موضوع موجب کاهش مقاومت بتن می‌شود مگر آنکه مقدار سیمان افزایش یابد. استفاده از ماسه بازیافتی به دلیل ظرفیت جذب بالای آن‌که موجب ایجاد اثر انقباض می‌شود، توصیه نمی‌گردد.

3.وزن مخصوص

وزن مخصوص سنگ‌دانه بتن خردشده کمتر از وزن مخصوص سنگ‌دانه طبیعی است.

4.جذب آب

جذب آب سنگ‌دانه بازیافتی بیشتر از سنگ‌دانه طبیعی است. این موضوع یکی از مهم‌ترین خصوصیاتی است که موجب تمایز سنگ‌دانه بازیافتی از سنگ‌دانه‌های طبیعی می‌شود. جذب آب سنگ‌دانه بازیافتی بر خصوصیات بتن سخت شده و تازه تأثیر می‌گذارد.

5.تست سایش لس‌آنجلس

سنگ‌دانه بتن خردشده مطابق با آیین‌نامه بین‌المللی ASTM باید تحت تست سایش لس‌آنجلس قرار گیرد.

6.مواد آلاینده

وجود مواد آلاینده در سنگ‌دانه بازیافتی موجب کاهش مقاومت بتن تولیدشده با این سنگ‌دانه می‌شود.

اثر سنگ‌دانه بازیافتی بر خصوصیات بتن

1.کاهش مقاومت بتن

به‌طورکلی مقاومت بتن تولیدشده از سنگ‌دانه بتنی خردشده کمتر از بتن ساخته‌شده با سنگ‌دانه طبیعی است. کاهش مقاومت بتن تولیدشده از سنگ‌دانه درشت‌دانه بازیافتی و سنگ‌دانه ریزدانه طبیعی حدود 5 تا %24 است. این موضوع تحت تأثیر مقاومت بتن خردشده، نسبت آب به سیمان بتن خردشده و جدید قرار می‌گیرد. در مورد بتن تولیدشده از سنگ‌دانه ریزدانه و درشت‌دانه بازیافتی، این میزان 15 تا %40 است.

2.تغییرات مقاومت

تغییرات مقاومت بتن تولیدشده از سنگ‌دانه بازیافتی بیشتر از بتن ساخته‌شده از سنگ‌دانه طبیعی است. در مورد بتن حاوی سنگ‌دانه بازیافتی، لازم است تا سیمان در بتن ساخته‌شده با %100 سنگ‌دانه بازیافتی به‌منظور دستیابی به کارایی و مقاومت فشاری یکسان با بتن معمولی افزوده شود.

هرگونه تغییر در تولید بتن یا خصوصیات مواد تشکیل‌دهنده استفاده‌شده، موجب تغییر مقاومت بتن به‌دست‌آمده می‌شود.

3.مقاومت خمشی و کششی

بر اساس ACI 55.1R، مقاومت کششی و خمشی بتن ساخته‌شده از سنگ‌دانه‌های درشت‌دانه بازیافتی به میزان %10 کمتر از بتن معمولی است و این مقدار تا %20 در نامطلوب‌ترین حالت افزایش می‌یابد. بااین‌حال، بتن تولیدشده از سنگ‌دانه بازیافتی درشت‌دانه و ماسه طبیعی موجب ایجاد مقاومت کششی و خمشی یکسان با بتن ساخته‌شده از سنگ‌دانه طبیعی می‌شود. اندازه استاندارد تیرها برای آزمایش‌های خمشی مطابق (BS 1881) 150 mm x 150 mm x 700 mm است. بااین‌حال، مطابق نظر انجمن آزمایش مصالح آمریکا (ASTM C790)، اندازه نمونه آزمایش خمشی 3.2 mm x 12.7 mm x 125 mm است.

4.مدول الاستیسیته

مدول الاستیسیته بتن ساخته‌شده با سنگ‌دانه درشت‌دانه و ریزدانه بازیافتی کمتر از بتن ساخته‌شده با سنگ‌دانه درشت‌دانه بازیافتی است.

5.خزش

خزش بتن تولیدشده با سنگ‌دانه بتن بازیافتی نسبت به بتن ساخته‌شده از سنگ‌دانه طبیعی به میزان 30 تا %60 بیشتر است.

6.انقباض ناشی از خشک شدن

انقباض ناشی از خشک‌شدگی بتن ساخته‌شده از سنگ‌دانه بازیافتی بیشتر از بتن ساخته‌شده با استفاده از سنگ‌دانه طبیعی است. درصد جمع شدگی ناشی از خشک‌شدگی درصورتی‌که بتن از سنگ‌دانه بازیافتی و سنگ‌دانه ریزدانه تولید شود، افزایش می‌یابد.

7.نفوذپذیری

نفوذپذیری بتن ساخته‌شده از سنگ‌دانه بازیافتی بیشتر از بتن ساخته‌شده با سنگ‌دانه طبیعی است.

8.مقاومت در برابر ذوب و انجماد

مقاومت در برابر ذوب و انجماد بتن ساخته‌شده با سنگ‌دانه بتن خردشده مشابه با بتن تولیدشده با سنگ‌دانه طبیعی است.

9.کربناسیون، نفوذ کلرید و خوردگی میلگردها

به‌طورکلی، کربناسیون بتن ساخته‌شده با سنگ‌دانه بتن خردشده بیشتر از بتن ساخته‌شده با سنگ‌دانه طبیعی است، به‌ویژه درصورتی‌که سنگ‌دانه بازیافتی درگذشته نیز در معرض کربناسیون قرارگرفته باشد.

10.مقاومت برشی

مقاومت برشی بتن حاوی سنگ‌دانه بازیافتی کمتر از بتن معمولی است؛ زیرا سنگ‌دانه بازیافتی حاصل از بتن تخریب‌شده و ضعیف‌تر از سنگ‌دانه طبیعی است. به‌طورکلی، مقاومت به میزان %10 هنگام استفاده از سنگ‌دانه‌های درشت‌دانه کاهش می‌یابد.