文摘
这项研究检查的可行性与丢弃的纸浪费在混凝土不同体积比例从0% - -20%替代水泥的重量每增加5%。physiomechanical研究,结果。玻璃纤维增强与更长的跨度矩形板(ly)到短跨度(lx)的比率(ly:lx)1.16是最佳替代的废纸质量和比较了force-deformation特点与传统混凝土板没有废纸。丢弃的报纸的最优比例替代水泥是5%。此外,结果表明,28天抗压强度时是最佳替代30%改善。基于调查的结果,它可以推断出,抗压强度逐步降低如果丢弃的纸的体积增加。玻璃纤维的掺入改善了分割和混凝土试样的抗弯强度。玻璃纤维增强的极限承载力废纸中混凝土板测量低42%比传统的板。然而,发展新型的混凝土将废报纸的新趋势是确保建筑材料的可持续发展。
1。介绍
目前,大量使用的混凝土是建筑由于其容易成型的特性,较高的强度,耐久性特点(1]。然而,由于水泥在混凝土的使用生产、排放和碳排放量不断增加(2]。因此,技术创新在恒定压力下小说混凝土简约的排放特性。有几个新类型的具体研究。同时,市政和工业废料的积累是逐日增加3]。
这些废料的处置是一个点的关心每一个直辖市或行业(4]。根据印度中央污染控制委员会,固体废物的人均产量是0.26 - -0.85公斤/天(5]。研究表明,70 - 80%的固体废弃物直接倾倒垃圾填埋场(6]。直接用垃圾填了环境问题和健康危害的性质取决于废料(7]。这个问题的最佳解决方案是使用废弃物在建筑产品(8]。根据欧洲联合会纸行业,造纸工业废物主要是用于垃圾填埋场(9),能量回收,用于堆肥或土地传播(10]。根据现有的研究Agullo et al。11]和艾哈迈迪Al-Khaja [12],纸浆被用作替代矿物填料在混凝土混合材料。根据记录,世界纸产量在4亿吨左右,它可以增加另一个在2050年(1亿吨13]。纸废物的处置包括社会和经济约束(14]。纸张浪费可用于生物塑料(15,沥青16)和水泥产品(17),和吸附剂的生产(18]。根据最新的研究Karimi et al。19),论文质量也可以用作粘度改性剂在水泥基材料(20.]。许多研究都专注于能源管理(21)和能源效率(22]纸pulp-based产品;然而,现有的文献使用纸张的浪费生产混凝土产品稀缺(23]。现有研究关注于使用纸张的浪费与普通硅酸盐水泥和水混合。这种产品被称为“纸克里特岛。块”,这种新材料的使用,制造和测试的结构性能,如弹性模量和热和债券特征(24,25]。
此外,Agullo et al。11)进行了一项研究基于纸浆污泥的掺入石膏复合混合物,和作者得出结论,湿纸污泥需要干获得良好的力学和流变特性。然而,废弃的纸浪费混凝土是一种创新的混凝土与普通混凝土的基本原料生产的垃圾论文部分替换代替水泥(22]。它可以从早期的研究推断使用垃圾论文,最终产品可以获得降低密度(26),改善声学(27),和隔热特性(28]。缺点报告通过添加纸张质量吸水率越高。通过调整水灰比的混凝土可以产生同等密度与传统的混凝土。另外,建议使用这种材料作为屋面元素添加必要的强化(29日]。的增强可能是(a)鸡钢丝网,(b)玻璃纤维或(c)木质纤维(30.]。早期研究表明,废纸的质量与传统混凝土混合料进行混合,没有粉煤灰、高岭土、粘土、稻壳灰(RHA)、SiO2、石英粉、物理和力学性能进行了研究,并确定论文的使用导致的减少混凝土的强度特性。因此,建议添加任何形式的增援部队提高纸的强度混凝土(31日]。本文尝试进行强化的玻璃纤维混凝土。根据研究Madhkhan和Katirai [32),玻璃纤维的掺入改善了最终混凝土的力学性能。垃圾论文被用作替代部分水泥、和机械性能评估包括抗压强度、抗拉强度、分裂,抗弯强度。这些结果包含玻璃纤维与标本。
2。原材料和砖混合比例
波特兰水泥53-grade水泥按照国际清算银行1489标准33)是用于这个调查。碎石骨料通过20毫米和12.5毫米保留在印度使用标准(是)筛。总被记录为2.62的比重。天然砂的比重2.6是从事实验调查。使用的纸张质量研究经历了预处理阶段通过几个阶段。最初,丢弃的废纸被浸泡在水中至少72小时。获取湿质量后,使用湿磨机磨成细质量。纸的质量是太阳晒干24小时之前获得最终产品(图1)。水分散碎玻璃纤维密度2600 kg / m3已经使用的最佳体积比例的4%。图2展示了分散玻璃纤维混凝土的过程。表1介绍了水分散碎玻璃纤维的性质。表2和3目前的物理和化学性质废纸用于目前的调查。
(一)
(b)
(c)
(d)
(一)
(b)
混凝土混合料配合比设计的M25公路等级与相应的国际清算银行10262 - 2019标准的混合比率1:1.12:2.746,有限的水/水泥比率为0.44。表4显示了1 cu.m.混凝土的混合比例。因此,细骨料和粗骨料体积是固定的500公斤/米3和1223公斤/米3。
3所示。方法
了解丢弃的废纸混凝土的力学性能和没有玻璃纤维,标本是通过改变纸残留不同比例的0%,5%,10%,15%,和20%的水泥的重量。后发现最初的结果集,一个常数4%体积的玻璃纤维强化已添加到所有不同的纸渣比例混合,然后,强度特性进行了分析。
具体样本的干密度是发现通过加热烤箱的样本48小时在90°C的温度,并且每个样本重干重。样品的饱和重量被发现通过将标本浸入三天完成的水箱。浸泡时间后,标本被拆除,用干布擦拭,体重与一个数字的平衡。从饱和重量和干重,吸收的比例计算。
混凝土立方体抗压强度(150毫米)被发现在养护28天时代主题下的垂直负载压缩试验机。圆柱体的分裂抗拉强度(直径150毫米和300毫米高)获得通过将每个示例的圆柱试样水平和应用压缩力的标本。棱镜的抗弯强度(100×100×410毫米)是通过测试一个棱镜在养护28天的时代。板的铸造图所示3。
(一)
(b)
两个数字的双向板ly/lx比- 1.16,其中一个板是演员与最佳替代传统的混合和其他与水分散玻璃纤维纸的质量。板的外形尺寸是1200×1400×75毫米和6毫米直径的增援部队距离150 mm C / C。支持优势条件仅仅是支持在各个角落。加载框架下的测试执行。液压加载杰克是安装加载框架下负载撒布机紧随其后。7数字的钢铁“我”部分下面放置负载机载荷分布。十多的低碳钢棒比板放置在纵向维度和横向方向。板放置在一个直立的位置,这样在水平和垂直方向的运动受到限制。一个线性可变差动传感器(线性)固定在板的中点观察板垂直单调加载时的变形。负载应用在每个4 kN增量。 The displacement is noted in each load level. A load indicator is attached, and the corresponding deformation is measured through a data logger. Figure4(一)介绍了板在加载的测试设置框架。图4 (b)显示了线性的视图放置在板的中间。
(一)
(b)
4所示。结果与讨论
4.1。物理性质
以下4.4.1。吸水率的百分比
吸水试验的测试结果如图所示5。可以看出如果纸质量的比例增加,吸水率也增加。这是由于吸收更多的水的现象增加了纸质量。结果还暗示,添加玻璃纤维强化相对减少的百分比吸水的标本。观察到的最大吸水率16.7%和12.55%的情况下,没有玻璃纤维,分别。高吸收的原因是由于包含纤维素材料和纸张的浪费从而吸收水和保留它长时间34,35]。
4.1.2。体积密度
结果表明,如果论文质量水平的增加,干密度会降低无论有/没有玻璃纤维。图6提出了具体的测试结果标本28岁的天。样品的密度范围2041到2548公斤/米3玻璃纤维强化。没有玻璃纤维掺入混凝土标本显示密度值高于后者。低密度的纸张质量原因密度和更高的公司纸质量下降到混凝土混合(34]。
4.2。机械性能
4.2.1。准备抗压强度
图7介绍了28天抗压强度测试结果时。结果推断5%替代纸质量显示增强的抗压强度,并进一步替代超越这一点往往会降低混凝土的强度标本。在玻璃纤维添加混凝土标本,废纸之外的增加逐渐降低了抗压强度。5%替代纸质量提供了增强的抗压强度30.4%时比传统的混合28天。然而,10%、15%和20%人口更替水平,显示40%,减少66.4%,93.6%力量。因此,可以得出结论,5%的替代纸质量与水泥最佳替代品。这可能是由于其致密微观结构明显的显微照片(图8)[3]。纸是一种天然高分子,它包含丰富的木质纤维素。同时,纤维素是糖的形式。在聚合物链的链接,它包含几个羟基。抗压强度增强的原因5%更替水平的氢键涂上水泥矩阵。更高的替代水平,通过应用负载,纤维素和水分子之间的氢键发生破碎,降低强度。最优水平,吸水的纸质量促进供水内部混凝土混合物,和更多的水的水化过程,从而提高机械特性。(34]。
4.2.2。分裂的抗拉强度
图9介绍了测试结果的混凝土抗拉强度的标本。最大抗拉强度达到分裂为5%替代纸质量,并进一步提高论文质量降低强度。然而,添加玻璃纤维强化增加分离抗拉强度在所有替代纸质量的百分比。更换10、15和20%的论文质量提供了一种降低抗拉强度的23%,40%和83%岁的28天相比,传统的标本。然而,玻璃纤维的加入增加了分离抗拉强度高达15%的更替水平。增加抗拉强度的25%,40%,和60%的观察到5,10,和15%的玻璃纤维增强。由于玻璃纤维强度的增加,有效地填充混凝土的孔隙,从而联锁混凝土组成材料的矩阵。这些结果与以前的工作协议(34]。
4.2.3。抗弯强度
从图10,我们可以推断,添加玻璃纤维钢筋增强混凝土的28天抗折强度。最优比例替代观察到5%。进一步增加玻璃纤维倾向于减少试样的抗弯强度。它可以观察到5%的替代纸质量显示强度增加21.69%岁的28天。增加公司的纸质量往往减少后的挠曲强度最佳更替水平的5%。增加13.36%的挠曲强度是指出最优更替水平。减少强度的7.47%、64.03%、和87%提到了10%,15%,和20%的更替水平。挠曲强度的减少的原因可能是由于孔隙度越高导致更多的浪费报纸内部孔隙空间的矩阵。(34]。
4.2.4。Force-Deformation板元素的特征
一个垂直单调通过抽油机负载应用。板的变形测量在每个4 kN载荷增量。相应的变形属性是通过附加线性可变数据采集系统测量。图11提出了板受力变形的设计特征元素。传统板的极限承载力没有纸的质量和玻璃纤维是380 kN,而板包含论文质量维持220 kN的极限载荷。也,观察到相对应的极限挠度极限载荷为32.9毫米和27.5毫米,分别对常规和玻璃纤维增强混凝土板。
图12(一个)代表了偏离常规的配置板,和数字12 (b)和12 (c)代表典型的裂纹图形观察到沿板试样的广度和深度,分别。图13显示了脆弱的玻璃纤维增强混凝土板。纸玻璃纤维增强混凝土板的刚度相对较小的比传统的板没有纸的质量。在更高的负载大小的发展,大规模和更广泛的裂缝中观察到裂纹宽度大玻璃纤维钢筋混凝土板。然而,在传统的板,裂缝宽度并没有那么重要。废纸的质量会影响混凝土的组成材料矩阵。这使原料得到弱和放松紧性。根据载荷增量,它放大了裂缝宽度,导致增强的和重要的宽宽度的裂缝。这种现象是相对较小的常规板。
(一)
(b)
(c)
5。结论
从获得的结果,得出了以下的结论:(我)将纸质量的增加会增加水的比例逐渐吸收。然而,添加玻璃纤维强化最小化了吸水的混合特征。0、5、10、15和20%的论文质量更换,增加了2.33%,6.21%,8.58%,9.37%,和16.77%的水分吸收。(2)的纸张浪费的标本密度近21%。(3)添加纸张浪费的混合导致试样的强度增加了30.4%。更换是观察到的最优值为5%。一个类似的趋势是在抗拉和抗弯强度的结果。(iv)添加玻璃纤维高达15%提高了分割的抗拉强度。(v)更广泛的裂缝和脆性类型的失败观察本文基于废物的混凝土板。然而,在传统的板,沿裂缝宽度和深度的标本。虽然第一个裂纹荷载是在早期阶段观察到传统的板比纸混凝土板、载荷变形分析表明,本文基于废物的混凝土板支撑极限载荷低于传统的板。(vi)因此,结果表明,添加纸张浪费的结构元素,如板不推荐使用高负载的场景。
数据可用性
使用的数据来支持本研究的结果包括在本文中。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突有关的出版。
确认
作者感谢REVA大学,班加罗尔,技术援助。作者感谢Mettu大学的支持,埃塞俄比亚。它执行的一部分就业Mettu大学的埃塞俄比亚。