استفاده از زباله‌های صنعتی و کشاورزی برای تولید مخلوط‌های روسازی بتن فشرده غلتکی پایدار حاوی سنگدانه‌های روسازی آسفالت بازیافتی

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی‌ارشد، گروه مهندسی عمران، واحد ملارد، دانشگاه آزاد اسلامی، ملارد، تهران، ایران

2 گروه مهندسی عمران، واحد ملارد، دانشگاه آزاد اسلامی، ملارد، تهران، ایران

چکیده

بازیافت روسازی آسفالت در سرتاسر جهان به امری عادی تبدیل شده است و در ساخت روسازی های جدید با موفقیت به کار گرفته شده است. در حالی که چندین مطالعه در مورد استفاده از سنگدانه­های روسازی آسفالت اصلاح شده (RAp )را برای سنگفرش های مقاوم و محکم انجام گرفته است، اما تنها تعداد کمی از پژوهشگران بر روی روسازی­های بتونی فشرده غلتکی (RCCp ) تحقیق و بررسی کرده اند. علاوه بر این، مطالعات بسیار ناچیزی در مورد افزایش مقدار RAp در ترکیب RCCp صورت گرفته است. مطالعه حاضر تلاشی برای افزایش پتانسیل مخلوط های RCCp حاوی 50٪RAP  (روکش آسفالت سفت شده و الوده با گرد و غبار) می باشد. 50RAp  از طریق ضایعات مختلف صنعتی و کشاورزی مانند سیلیکا فوم، الودگی های معلق در هوا و خاکستر نیشکر به عنوان جایگزینی برای سیمان معمولی به دست امده است. یافته­های این پژوهش نشان داد که اضافه کردن مواد افزودنی تاثیر قابل توجهی بر تراکم مخلوط­های RCCp تازه ندارد، با این وجود میزان رطوبت موردنیاز در این ترکیب را به طور قابل ملاحظه ای افزایش می­دهد. در حقیقت، نتایج به دست آمده با شواهد علمی ثابت کرد سیلیکا فوم برای مخلوط های RAP-RCCp یک ماده اولیه مناسب می باشد و نه تنها موجب افزایش خواص فیزیکی و مکانیکی اسفالت تهیه شده از این روش می گردد، بلکه دوام مخلوط RCCp را نیز به میزان قابل توجهی بهبود می بخشد. همچنین از دوز بالاتر خاکستر معلق در هوا (30%)  و خاکستر نیشکر (10% و %15) می توان به عنوان ماده لایه پایه روسازی های بتونی معمولی استفاده نمود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Investigation of the Effect of the Utilization of Industrial and Agricultural Wastes for Productions of Sustainable Roller Compacted Concrete Pavement Mixes Containing Reclaimed Asphalt Pavement Aggregates

نویسندگان [English]

  • Amin Choubdar 1
  • Amin Farajollahi 2
  • Alireza Ameli 2
1 M.Sc., Grad., Department of Civil Engineering, Malard Branch, Islamic Azad University, Malard, Tehran, Iran.
2 Department of Civil Engineering, Malard Branch, Islamic Azad University, Malard, Tehran, Iran.
چکیده [English]

Asphalt pavement recycling has become a common practice across the globe and has been successfully employed in construction of new pavements. While several studies considered utilization of reclaimed asphalt pavement (RAP) aggregates for flexible and rigid pavements, very few attempted its possibility for roller compacted concrete pavements (RCCP). Additionally, studies on the possibility of enhancing the proportion of RAP for RCCP are very scanty. The present study is an attempt to increase the potential of RCCP mixes containing 50% RAP (dust contaminated & stiffened asphalt coated: 50RAP via including various industrial and agricultural wastes such as Silica Fume, Fly ash, and Sugarcane ash as partial replacement of conventional cement. It was observed that the inclusion of the stated admixtures had an insignificant effect on the density of the fresh RCCP mixes, however, increased the moisture demand considerably. In fact, the results firmly indicated the potential of silica fume for RAP-RCCP blends, as, it not only enhanced the physical and mechanical properties, but found to improve the durability of RCCP mixes considerably. Also, utilization of silica fume was found to be economical & environmentally friendly amongst all wastes: with reduced initial construction cost & CO2 emissions by up to 8.4% & 9.7%. As far as the other industrial wastes are concerned, 15% fly ash could also be utilized for producing sustainable RCCP mixes, whereas, higher dosage of fly ash (30%) and sugarcane ash (10 & 15%) may be employed as base layer material of conventional concrete pavements.

کلیدواژه‌ها [English]

  • RAP
  • RCCP
  • Wastes
  • Strength
  • Durability
  • Sustainability

مراجع

8- مراجع
-ACI (American Concrete Institute), )2001(, “Report on Roller-Compacted Concrete
Pavements”, ACI 325-95, Farmington Hills, MI.
-Aurangzeb, Q., Al-Qadi, I.L., Ozer, H., Yang, R., (2013), “Hybrid life cycle assessment forasphalt mixtures with high RAP content”, Resour, Conserv and Recycl, 83, pp.77–86
-Avirneni, D., Peddinti, P.R., Saride, S., (2016), “Durability and long term performance of geopolymer stabilized reclaimed asphalt pavement base courses, Constr, Build, Mater, 121, pp.198–209.
-Brand, A.S., (2015), “Interfacial Transition Zone Composition and Bonding in CementitiousMaterials With Asphalt-coated Particles”, Ph.D. Thesis, Graduate College of the University of Illinois at Urbana-Champaign, Urbana, Illinois.
-Brand, A.S., Roesler, J.R., (2017b), “Bonding in cementitious materials with asphalt-coated particles: part II–cement-asphalt chemical interactions”, Constr. Build. Mater, 130, pp.182–192.
-Fakhri, M., Amoosoltani, E., (2017), “The effect of Reclaimed Asphalt Pavement and crumb rubber on mechanical properties of Roller Compacted Concrete Pavement, Constr, Build, Mater, 137, pp.470–484.
-Hasanbeigi, A., Price, L., Lin, E., (2012), “Emerging energy-efficiency and CO2 emissionreduction technologies for cement and concrete production: a technical review,
Renew, Sustain, Energy Rev. 16 (8), pp.6220–6238.
-Maddalena, R., Roberts, J.J., Hamilton, A., (2018), “Can Portland cement be replaced by
low-carbon alternative materials”? A study on the thermal properties and carbon
emissions of innovative cements, J. Clean. Prod. 186, pp.933–942.
-Modarres, A., Hosseini, Z., (2014), Mechanical properties of roller compacted concrete containing rice husk ash with original and recycled asphalt pavement material,Mater, Des, 64, pp.227–236.
-Mukhopadhyay, A., Shi, X., (2019), “Microstructural characterization of Portland cement concrete containing reclaimed asphalt pavement aggregates using conventional and advanced petrographic techniques. In: Cong, D., Broton, D. (Eds.), Advances in S. Debbarma, et al. Resources, Conservation & Recycling 152, (2020), 104504 Cement Analysis and Concrete Petrography, ASTM STP1613. ASTM International, West Conshohocken, PA, pp. 187–206.
-Settari, C., Debieb, F., Kadri, E.H., Boukendakdji, O., 2015. Assessing the effects of recycled asphalt pavement materials on the performance of roller compacted concrete, Constr, Build, Mater, 101, pp.617–621.
-Singh, S., Ransinchung, G.D., Kumar, P., (2017a), “An economical processing technique to improve RAP inclusive concrete properties, Constr, Build, Mater, 148, pp.734–747.
-Shi, X., Mukhopadhyay, A., Zollinger, D., (2018a), “Sustainability assessment for Portland cement concrete pavement containing reclaimed asphalt pavement aggregates”, J.Clean. Prod. 192,  pp.569–581.
-Singh, S., Ransinchung R.N, G.D., Debbarma, S., Kumar, P., 2018a. Utilization of reclaimed asphalt pavement aggregates containing waste from Sugarcane Mill for
production of concrete mixes. J. Clean. Prod. 174, pp.42–52.
-Singh, S., Monu, K., Ransinchung RN, G.D., 2019a. Laboratory investigation of RAP forvarious layers of flexible and concrete pavement. Int. J. Pavement Eng., pp.1–14.
-Su, K., Hachiya, Y., Maekawa, R., 2009. Study on recycled asphalt concrete for use in
surface course in airport pavement. Resour. Conserv. Recycl. 54 (1), pp.37–44.
-Taha, R., Ali, G., Basma, A., Al-Turk, O., 1999. Evaluation of reclaimed asphalt pavement aggregate in road bases and subbases. Transp. Res. Rec. 1652 (1), pp.264–269.

-Taha, R., Al-Harthy, A., Al-Shamsi, K.,
Al-Zubeidi, M., (2002), Cement stabilization.
-Turner, L.K., Collins, F.G., 2013. Carbon dioxide equivalent (CO2-e) emissions: a comparison between geopolymer and OPC cement concrete, Constr, Build, Mater, 43, pp.125–130.

-Yang, K.H., Jung, Y.B., Cho, M.S., Tae, S.H., (2015), “Effect of supplementary cementitious materials on reduction of CO2 emissions from concrete”, J. Clean, Prod, 103, pp.774–783.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار