بتن با پودر لاستیک و خورده لاستیک
گسترش صنعت خودروسازی سبب شده تا وجود لاستیک‌های مستعمل به عنوان یکی از آلوده کننده‌های زیست محیطی در دهه‌های اخیر مورد توجه بسیاری از محققین قرار بگیرد. امکان دفع لاستیک‌های مستعمل در محیط زیست وجود ندارد زیرا تایر با سرعت بسیار کمی تجزیه می‌شود و آلودگی‌های بسیار زیادی تولید می‌کند. جدای از مشکلات زیست محیطی ایجاد کننده به علت عدم تجزیه، محیطی مناسب جهت رشد پشه‌ها را فراهم می‌کنند. بنابراین استفاده بهینه از این ضایعات به یک ضرورت در جهت کاهش آلودگی‌های زیست محیطی تبدیل شده است. این ضایعات را می‌توان در جهت بهبودی برخی از خواص مکانیکی بتن استفاده کرد.
در عصر حاضر، وجود مواد زاید حاصل از فرآیندهای مختلف فیزیکی و شیمیایی، یکی از معضلات مهم کشورهای صنعتی و در حال توسعه است. به طوری که تحقیقات وسیعی برای روش‌های بازیافت یا دفع آنها به حداقل رساندن آسیب‌های وارده به محیط زیست در حال اجرا است. در این راستا محققان ساختمان نیز همانند سایر صنایع تولیدی و بازیافت، در جهت استفاده این مواد زاید به پیشرفت‌هایی نائل شده‌اند. یکی از مورادی که به عنوان مواد غیر قابل بازیافت وارد محیط زیست می‌شود، لاستیک‌های مستعمل خودرو است.
تحقیقات انجام شده نشان می‌دهد لاستیک‌های مستعمل از موادی تشکیل شده‌اند که به دلیل عدم تجزیه آنها در شرایط معمول، سبب ایجاد آلودگی‌های محیط زیست می‌شوند. یکی از راه‌های تجزیه آنها سوختن است. اما گاز حاصل از سوختن، آلودگی‌های زیادی به دنبال دارد. براساس تحقیقات مورد صورت گرفته، یکی از راه‌های حذف این مواد استفاده از آنها در بتن است.
در اغلب کشورهای جهان هر ساله مقادیر بسیاری زیادی تایر فرسوده دور انداخته می‌شوند. به طور مثال هر ساله در ایران بیش از ۱۰ میلیون تایر فرسوده از دایره مصرف خارج می‌شود. عمدتاً ارزان‌ترین و ساده‌ترین راه تجزیه و متلاشی کردن تایرهای ضایعاتی، سوزاندن آنها است. بدین سبب آلودگی و دود زیادی که بدین طریق ایجاد می‌شود غیر قابل قبول بوده و قانون برخی از کشورها سوزاندن آنها را ممنوع کرده‌اند. با این وجود راه حل معمول دیگر، انبار کردن آنها در زمین‌های بایر است. آن هم به طور غیر مستقیم، مشکلاتی مثل خطر آتش سوزی داشته و محل سکونت حشرات و حیوانات خواهد شد. بنابراین بازیافت تایرهای فرسوده جهت استفاده در بتن، راهکار مناسبی برای نیل به دو هدف، دفع مواد زاید و دستیابی به خواص مثبت در بتن است.
همچنین با توجه به رشد جمعیت و افزایش تقاضا برای مسکن و به تبع آن مصالح ساختمانی، بازیافت تایرهای فرسوده جهت استفاده در بتن و مصالح ساختمانی گامی موثر در این راستا است.
خواص لاستیک در بتن
اضافه کردن خرده‌های لاستیک در بتن باعث بهبود برخی از خصوصیات مکانیکی و دینامیکی بتن از قبیل جذب انرژی بیشتر بتن، امکان تغییر شکل بهتر و مقاومت در برابر ترک خوردگی می‌شود.
استفاده از لاستیک در بتن باعث بهبودی بسیاری از خصوصیات بتن از قبیل افزایش مقاومت در برابر صوت، حرارت نفوذ یون کلر، بارهای ضربه‌ای، سیکل ذوب و یخ، لغزش، سایش و ترک خوردگی می‌شود. همچنین این گونه بتن‌ها سبکتر، انعطاف پذیرتر و قابلیت جذب انرژی آنها بالا است.
با افزایش محتوای لاستیکی، مقاومت فشاری بتن به صورت سینماتیک کاهش می‌یابد. نکته قابل توجه دیگر این است که مقاومت فشاری در بتن، با افزودن درشت دانه لاستیکی بیش از ریز دانه لاستیکی کاهش می‌یابد.
محققین سه دلیل برای کاهش مقاومت در مخلوط‌های بتنی حاوی لاستیک ارائه کرده‌اند.
- از آنجا که دانه‌های لاستیکی قابلیت ارتجاعی بیشتری نسبت به خمیر سیمان محاط به آن دارند. در حین بار گذاری، ترک‌ها ابتدا در اطراف دانه‌های لاستیکی در مخلوط ایجاد می‌شوند که باعث شتاب دادن به گسیختگی ماتریس سیمان – لاستیک می‌شود.
- به دلیل فقدان چسبندگی بین دانه‌های لاستیکی و خمیر سیمان، دانه‌های لاستیکی نرم را می‌توان به صورت حفره‌هایی در مخلوط بتن فرض کرد. این افزایش حفرات در بتن باعث کاهش در مقاومت می‌شود.
- مقاومت بتن معمولی به میزان زیادی وابسته به نوع سنگدانه‌ها، دانسیته، ابعاد و سختی سنگ دانه‌ها است. از آنجا که سنگ دانه‌ها با دانه‌های لاستیکی جایگزین شده‌اند، کاهش در مقاومت فشاری طبیعی به نظر می‌رسد.
تحقیقات نشان می‌دهد که اگر دانه‌های لاستیکی سطح خشن‌تری داشته باشند یا پیش عمل آوری روی آنها انجام شود، چسبندگی بهتری بین آنها با مخلوط بتنی ایجاد می‌شود و بنابراین ممکن است منجر به ایجاد مقاومت فشاری بالاتری شود پیش عمل آوری می‌تواند از شستن دانه‌های لاستیکی با آب یا اسید یا غیره باشد.
بتن حاوی لاستیک ریز شده به علت ایجاد پل بین دو سطح شکسته شده از دو نیم شدن تحت شکست خمشی جلوگیری می‌کند.
حجم لاستیک در مخلوط، خطر پوسته شدن ناگهانی بتن با مقاومت بالا را در دماهای زیاد کاهش می‌دهد. زیرا بخار آب از طریق مجراهایی که در اثر سوختن ذرات پلیمری ایجاد می‌شود، از بتن خارج شده، همچنین افزایش درصد لاستیک باعث کاهش عمق نفوذ دما در بتن می‌شود.
