رفتار بتن تحت بارهای دینامیکی همانند ضربه، در مقایسه با رفتار بتن تحت بارهای استاتیکی متفاوت است. یک برنامه آزمایشگاهی به منظور تعیین خصوصیات استاتیکی و دینامیکی بتن حاوی ذرات لاستیک در نظر گرفته شده است. بدین منظور ذرات لاستیک تایر ضایعاتی در سه اندازه 1-0، 3-1 و 5-3 میلیمتر جانشین حجمی 10، 0، 20، 30، 40 و 50 درصد ریزدانه در مخلوط بتن شده اند. آزمون های استاتیکی و دینامیکی به وسیله دستگاه های هیدرولیکی و وزنه پرتابی انجام شده و مقاومت فشاری و خمشی، سرعت عبور امواج التراسونیک، مدول الاستیسیته، کرنش و جذب انرژی استاتیکی و دینامیکی برای بتن تعیین شده است. نتایج حاکی از آن است که، ذرات لاستیک تایر ضایعاتی در اندازه بزرگتر به عنوان جانشین ریزدانه، خصوصیات بهتری از خود نشان داده اند. همچنین افزایش محتوای لاستیک، وزن مخصوص، مقاومت فشاری و مدول الاستیسیته استاتیکی و دینامیکی بتن را کاهش داده است. همچنین انعطاف پذیری بتن با افزودن ذرات لاستیک به مخلوط بتن افزایش یافته است. به علاوه در این تحقیق به کمک مدل جرم-فنر، معادله حرکت برای تیرهای بتنی حاوی ذرات لاستیک تایر ضایعاتی به دست آمده است.

سازه ها ممکن است در طول عمر مفیدشان در معرض بارهای ناگهانی همانند ضربه قرار گیرند. تولید مصالح جدید که بتواند آسیب کمتری را در هنگام مواجه شدن با فرایند ضربه و ارتعاشات ناگهانی از خود نشان دهد از مواردی است که باید مورد توجه قرار گیرد. بتن ماده ای شکننده است و وقتی در معرض بارهای دینامیکی قرار می گیرد، علاوه بر آسیب دیدگی خود، ممکن است به محیط اطراف به دلیل از هم پاشیدگی صدمه وارد کند. در این تحقیق، ذرات لاستیک تایر ضایعاتی در 3 اندازه 0-1، 1-3 و 3-5 میلیمتر و در نسبت های 0، 10، 20، 30، 40 و 50 درصد، به صورت جانشین حجمی ریزدانه به مخلوط بتن اضافه شده است. ابتدا با توجه به نتایج آزمون مقاومت فشاری، اندازه بهینه از ذرات لاستیک تعیین شد، سپس به نمونه های بتنی حاوی ذرات لاستیک در اندازه بهینه، دوده سیلیس و الیاف پلی پروپیلن نمونه بتنی اضافه شد و مجددا نمونه ها تحت آزمون های مقاومت فشاری، وزن مخصوص، جذب امواج التراسونیک، بارگذاری ضربه با وزنه پرتابی و تفنگ گازی قرار داده شدند. نتایج حاکی از آن است که، گرچه اضافه کردن ذرات لاستیک موجب کاهش مقاومت فشاری بتن شده است ولی انعطاف پذیری بتن را افزایش داده است. همچنین دوده سیلیس به دلیل داشتن خصوصیت پوزولانی موجب چسبندگی بیشتر در نمونه بتنی و در نتیجه افزایش مقاومت در بتن شده و الیاف پلی پروپیلن موجب افزایش انعطاف پذیری در بتن گردیده است.

وجود محیط های اسیدی و خورنده، لزوم افزایش تحقیقات درباره بتن های جدید که در طرح اختلاط آنها از مواد جایگزین سیمان و یا سنگدانه استفاده شده است را اجتناب ناپذیر کرده است. استفاده از تایرهای فرسوده در بتن به عنوان بخشی از سنگدانه بتن در سالیان گذشته مورد ارزیابی و تحقیقات گوناگونی قرار گرفته است. در این مقاله، مقاومت و نفوذپذیری بتن حاوی خرده تایر که در معرض اسید سولفوریک قرار دارد، مورد بررسی قرار گرفته است؛ بدین منظور 5، 10 و 15 درصد از ماسه طرح اختلاط با خرده تایر به صورت حجمی جایگزین گردید و بعد از ساخت بتن، نمونه ها تا 7 روز در شرایط استاندارد عمل آوری شده و سپس در آب حاوی اسید سولفوریک 5درصد برای ادامه ی عمل آوری قرار داده می شوند. بر روی نمونه ها در سن 28 و 90 روز، آزمایشات مقاومت فشاری و عمق نفوذ آب تحت فشار انجام گرفته است. نتایج مقاومت فشاری نشان می دهد که به صورت کلی، مقاومت فشاری در محیط اسیدی کاهش یافته است؛ به طوریکه مقاومت نمونه های عمل آوری شده در محیط اسید سولفوریک در سن 28 روز، 27 درصد و در سن 90 روز، 45 درصد کمتر از نمونه های عمل آوری شده در محیط استاندارد بوده اند. هر چند با افزایش درصد خرده تایر مقاومت فشاری نمونه ها در همه سنین کاهش یافته است ولی درصد خرده تایر تاثیر چندانی در مقدار اختلاف ناشی از تغییر شرایط عمل آوری نداشته است. نفوذپذیری نمونه ها با افزایش درصد خرده تایر افزایش یافته است و همچنین نمونه های نگهداری شده در اسید سولفوریک نفوذپذیری بیشتری را نشان داده اند. نفوذپذیری با تغییر محیط عمل آوری به اسید سولفوریک تا 13 درصد افزایش یافته است.

امروزه از معضلات اصلی بشر حفظ محیط زیست در برابر وجود مواد ضایعاتی است. استفاده مجدد این مواد همچون لاستیک تایر ضایعاتی به عنوان جایگزینی بخشی از مصالح در ساخت بتن به عنوان یک استراتژی اساسی جهت دستیابی به توسعه پایدار محسوب می شود. در این پژوهش به کارگیری همزمان پودر و خرده لاستیک و سیم و الیاف فولادی بازیافت شده از تایر ضایعاتی در مخلوط بتن، مورد بررسی مقاومت های سایشی و فشاری و وزن واحد حجم بتن قرار گرفته است. در پژوهش حاضر در 12 طرح اختلاط از جایگزینی پودر و خرده لاستیک با ماسه به مقدار 9، 13/5، 18، 22/5 و 27 درصد حجمی ماسه و افزودن سیم و الیاف فولادی بازیافتی از تایر به مقدار 0/5 درصد حجمی استفاده شده است. نتایج آزمایشات نشان می دهد افزودن 0/5 درصد الیاف فولادی بازیافتی به بتن حاوی 9 درصد پودر و خرده لاستیک، کاهش مقاومت فشاری را بهبود می بخشد و باعث افزایش مقاومت سایشی می شود. با افزایش درصد های جایگزینی پودر و خرده لاستیک با ماسه در مخلوط بتن همراه با 0/5 درصد الیاف فولادی بازیافتی، مقاومت سایشی بتن افزایش اما مقاومت فشاری و وزن واحد حجم بتن کاهش می یابد. مقاومت سایشی این نوع بتن های حاوی مواد ضایعاتی نسبت به بتن شاهد تا 37/5 درصد افزایش داشته است.

هدف اصلی در این تحقیق، بررسی آزمایشگاهی خواص مکانیکی بتن حاوی سنگدانه ­های بازیافتی بتنی و لاستیک ضایعاتی به همراه میکروسیلیس می­ باشد. بدین منظور سنگدانه­ های بازیافتی بتنی به میزان 0، 25، 50 و 100 درصد وزنی جایگزین درشت دانه و میکروسیلیس به میزان 10 درصد وزنی سیمان، جایگزین سیمان شده است. همچنین در دو نمونه آزمایشگاهی دارای 50 درصد سنگدانه بازیافتی بتنی، یکی در حالت بدون میکروسیلیس و دیگری با میکروسیلیس از لاستیک ضایعاتی به میزان 30 درصد حجمی ماسه جایگزین سنگ دانه ریز، استفاده شده است. در گام بعدی مقدار اسلامپ، مقاومت فشاری، مقاومت کششی، مقاومت خمشی، نمودار تنش-کرنش، چگالی و نفوذپذیری نمونه ­ها مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج این پژوهش نشان می­دهد که وجود سنگدانه­ های بازیافتی سبب کاهش 3/2 تا14/5 درصدی مقاومت فشاری و همچنین افزودن پودر لاستیک به نمونه دارای 50 درصد سنگدانه بازیافتی، سبب کاهش 71 درصدی مقاومت فشاری نسبت به نمونه مرجع (نمونه با سنگدانه های طبیعی بدون میکروسیلیس) شده است. همه­ ی نمونه­ های دارای میکروسیلیس نسبت به نمونه ­های مشابه بدون میکروسیلیس، مقاومت فشاری بیشتری دارند. بیشترین مقاومت فشاری مربوط به نمونه­ی دارای 25 درصد سنگدانه بازیافتی و میکروسیلیس است که نسبت به نمونه مرجع 9/6 درصد بیشتر است. نمونه حاوی 50 درصد سنگدانه بازیافتی در حضور و در غیاب پودر لاستیک به ترتیب 55 و 72 درصد، مقاومت کششی کمتری و به ترتیب 30 و 67 درصد مقاومت خمشی کمتری نسبت به نمونه مرجع دارند. کمترین جذب آب، برای نمونه بدون سنگدانه­ های بازیافتی دارای میکروسیلیس و به میزان 0/5 درصد است.

شیشه و لاستیک از جمله مواد بسیار پر مصرف در دنیا هستند که با توجه به ماهیت و نوع مصرفشان دارای ضایعات بسیاری می باشند. تغییرشکل و استفاده مجدد از این ضایعات یکی از راهکارهای بهبود وضعیت پایدار محیط زیست می باشد. کاربرد مصالح بازیافتی در صنایع مختلفی از جمله صنعت ساختمان رواج بسیاری یافته است. از طرف دیگر، بتن یکی از مصالح بسیار کاربردی در صنعت ساختمان است و اضافه کردن خرده های لاستیک و شیشه در بتن می تواند باعث بهبود برخی از خصوصیات مکانیکی و دینامیکی آن شود. همچنین، مقاومت بتن در برابر حرارت نیز بسیار حائز اهمیت می باشد که با اضافه کردن لاستیک و شیشه ضایعاتی می توان آن را ارتقا داد. در این تحقیق اثر جایگزینی لاستیک با درصدی از سنگدانه‎های ریز و درشت بتن و پودر شیشه با درصدی از سیمان بتن تحت دمای بالا مورد مطالعه قرار گرفته است. به این ترتیب که نمونه های بتنی حاوی لاستیک و شیشه با درصدهای مختلف جایگزینی، ساخته شده است. سپس تعدادی از نمونه ها بدون قرار گرفتن تحت حرارت و تعدادی دیگر پس از قرار گرفتن تحت دمای 600 درجه سانتی گراد، مورد آزمایش مقاومت فشاری و کششی پسماند قرار گرفتند. بررسی ریزساختار بتن حاوی شیشه و لاستیک، توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) انجام شده است. نتایج این تحقیق نشان داد اضافه کردن لاستیک و شیشه به بتن باعث کاهش مقاومت فشاری و افزایش مقاومت کششی می شود. با مقایسه مجموع نمونه های حرارت ندیده و حرارت دیده می توان نتیجه گرفت که حرارت 600 درجه سانتی گراد، به طور متوسط حدود 33 درصد از مقاومت فشاری کاسته است. به طور کلی بتن های ساخته شده با 10 درصد جایگزینی لاستیک به جای درشت دانه و 15 درصد شیشه به جای سیمان عملکرد بهتری در دمای محیط و دمای بالا نشان دادند. همچنین در بررسی ریزساختار بتن، چسبندگی بین لاستیک و بتن مناسب بود.

استفاده از ضایعات لاستیکی از جمله لاستیک تایر بازیافتی در مخلوط بتن به عنوان یکی از روش های موثر جهت بازیافت مواد زاید می باشد. علاوه براین، امروزه استفاده از مواد ضایعاتی به عنوان جایگزین بخشی از سنگدانه های طبیعی در بتن، راه حلی موثر برای رفع مشکلات زیست محیطی می باشد که با توجه به تنزل خصوصیات بتن حاصل ناشی از حضور مواد ضایعاتی، افزودن الیاف به مخلوط بتن، می تواند عملکرد مکانیکی آن را بهبود بخشد. از این رو در این مطالعه، مقاومت فشاری بتن مسلح شده به الیاف فولادی حاوی لاستیک تایر بازیافتی پس از قرارگیری در دماهای بالا به طور آزمایشگاهی مورد ارزیابی قرار گرفته است. در مجموع 9 طرح اختلاط در طول آزمایش ساخته شد و متغیرهای آزمایش شامل درصد حجمی لاستیک تایر بازیافتی جایگزین ماسه طبیعی (0، 5% و 10%)، کسر حجمی الیاف فولادی (0%، 5/0 % و %1)، و دما (20، 200، 400 و 600 درجه) می باشند. علاوه براین، مقاومت فشاری با مقادیر پیش بینی آیین نامه های ACI 216، EN 1994-1-2 مقایسه شدند. نتایج نشان می دهد که افزودن الیاف فولادی به حجم بتن و اضافه کردن لاستیک تایر جایگزین ماسه به مخلوط بتن منجر به کاهش مقاومت فشاری نمونه های بتنی حرارت دیده و حرارت ندیده می شود. همچنین، با افزایش درجه حرارت، مقاومت فشاری کلیه نمونه های بتنی با یک افت قابل توجهی روبه رو شده است. از این رو، در دمای 600 درجه سانتی گراد، نرخ افت مقاومت فشاری نمونه ها در مقایسه با سایر دماها بیشتر بود بطوریکه مقاومت فشاری نمونه مرجع و نمونه های بتنی حاوی تایر و الیاف نسبت به مقاومت نمونه متناظر در دمای محیط، با کاهش مقاومت در محدوده 5/59 %-9/76 % روبرو شدند. همچنین، پیش بینی آیین نامه ها، نتایج مقاومت فشاری بتن حرارت دیده را اندکی دست بالا تخمین می زنند. در نهایت، با بکار بردن روش سطح پاسخ (RSM)، یک راه حل بهینه برای پارامترهای طراحی با به حداکثر رساندن مقاومت فشاری بتن حاوی تایر بازیافتی و الیاف فولادی، در دماهای مختلف ارایه شد.

در این تحقیق به منظور بررسی تاثیر پلیمر ضایعاتی PET بر عملکرد بتن آسفالتی حاوی قیر لاستیکی و قیر اصلاح نشده، ذرات PET در مقادیر 2، 4، 6، 8 و 10 درصد (بر اساس وزن قیر) به مخلوط های آسفالتی افزوده شد. پس از تعیین مقدار قیر بهینه مربوط به ترکیب های مختلف، مخلوط های آسفالتی حاوی PET، تحت آزمایش های مارشال، کشش غیرمستقیم و خزش دینامیکی قرار گرفتند. آزمایش خزش دینامیکی با استفاده از دستگاه UTM-10، در سطح تنش 300 کیلوپاسگال و دمای 40 سانتی گراد، به منظور ارزیابی تغییر شکل ماندگار (شیار افتادگی) مخلوط ها به کار گرفته شد. نتایج نشان داد که اضافه کردن PET به مخلوط های آسفالتی حاوی قیر لاستیکی باعث بهبود مقاومت مارشال و نسبت مارشال نسبت به نمونه شاهد شد، به طوری که بیشترین مقدار مقاومت و نسبت مارشال مربوط به نمونه های حاوی 10 درصد PET شد. اما، در مخلوط آسفالتی حاوی قیر اصلاح نشده ببشترین استقامت و نسبت مارشال با افزودن 4% PET حاصل می گردد. همچنین، نتایج آزمایش کشش غیرمستقیم بر روی نمونه های حاوی درصد فضای بین 5/6 تا 5/7% نشان داد که بیشترین استقامت در هر دو مخلوط با افزودن 2% PET به دست می آید، اما، در مخلوط های حاوی درصد فضای خالی در محدوده 3 تا 5% مقاومت کششی با افزایش PET کاهش می یابد. نتایج آزمایش خزش دینامیکی نشان داد که مخلوط های آسفالتی گرم حاوی PET رفتار متفاوتی در برابر بارگذاری دینامیکی نسبت به استاتیکی دارند. افزودن PET به مخلوط های آسفالتی باعث کاهش مقاومت نسبت به تغییر شکل دائمی (شیار افتادگی) تحت بارگذاری دینامیکی شد، به طوری که با افزایش مقدار PET مقاومت نسبت به تغییر شکل دائمی کاهش یافت. اما، تاثیر PET بر مقاومت شیار شدگی مخلوط حاوی قیر لاستیکی کمتر از آن بر مخلوط حاوی قیر اصلاح نشده است.

لاستیک خودروها و شیشه های ضایعاتی از جمله مواد آلاینده در طبیعت با ماندگاری بالا هستند. یکی از راه های بازیافت شیشه و لاستیک ضایعاتی، استفاده از آن در بتن می باشد که حداقل برداشت از معادن طبیعی را به همراه خواهد داشت. از طرفی دیگر بسیاری از سازه های مهندسی در طول عمر خود در معرض خطرات آتش سوزی قرار دارند و از این رو شناخت خواص مکانیکی مصالح بتن در دماهای بالا ضروری است. در این تحقیق از شیشه و لاستیک ضایعاتی به عنوان جایگزین بخشی از ریزدانه طبیعی (ماسه) استفاده شد. اندازه ذرات شیشه بین mm85/0-2 بصورت وزنی و با درصدهای 5%،10% و 15% و اندازه ذرات لاستیک بین mm 3-5 بصورت حجمی و با درصدهای 5% و 10% جایگزین ریزدانه بتن شده است. در مجموع 12 طرح اختلاط و از هر طرح اختلاط 3 نمونه مکعبی و استوانه ای با درصد های متفاوت شیشه و لاستیک ساخته شد. مقاومت فشاری و کششی، روانی، افت وزنی، نسبت مقاومت پسماند فشاری و کششی نمونه ها در دمای محیط و تحت دمای°^C 600 اندازه گیری و متوسط مقادیر مورد ارزیابی قرار گرفت. از نظر ظاهری بعد از اعمال حرارت، رنگ نمونه ها تیره تر گردید و ترک های مویی بصورت گسترده در سطوح بتن قابل مشاهده بود. همانطور که انتظار می رفت، با افزایش مقادیر لاستیک، مقاومت فشاری نمونه ها کاهش یافت. بعد از اعمال حرارت، افت مقاومتی تمامی نمونه ها نسبت به حالت دمای محیط بیشتر بود. با افزایش مقدار درصد لاستیک، کاهش مقاومت بیشتر شد که دلیل آن را میتوان به سوختن و از بین رفتن ذرات لاستیک و پدیدار شدن حفرات ریز و ایجاد تخلخل در بتن نسبت داد. با افزایش مقدار درصد شیشه، روند مقاومت فشاری کمی بهبود داشت. نتایج نشان داد طرح ترکیبی 5 % شیشه و 5 % لاستیک طرح بهینه بوده و عملکرد مناسب تر و مطلوب تری را نسبت به سایر طرحها دارد.

یکی از راهکارهای بازیافت مواد ضایعاتی مانند لاستیک تایر و شیشه، استفاده از آن ها در بتن می باشد که علاوه بر کمک به پاک سازی محیط زیست، باعث برداشت کمتر از معادن طبیعی و کاهش آلودگی حاصل از تولید سیمان می شود. در این مقاله تاثیر جایگزینی همزمان ذرات لاستیک ضایعاتی به جای بخشی از سنگدانه ریز و پودر شیشه به جای بخشی از سیمان، بر کارایی و مشخصات مکانیکی بتن، در دمای محیط و پس از اعمال حرارت °C600، مورد بررسی قرار گرفت. برای تعیین میزان تاثیر اندازه ذرات لاستیک بر کارایی و مشخصات مکانیکی، پیش و پس از اعمال حرارت، از دو اندازه متفاوت ذرات لاستیک mm 1–0/15 و mm 5–3 استفاده شد. در کل 13 طرح اختلاط ساخته شد، که جز طرح مرجع، باقی دارای ترکیب ذرات لاستیک جایگزین ماسه در مقادیر حجمی 5% و 10%، در دو اندازه ذرات لاستیک و پودر شیشه جایگزین سیمان در مقادیر وزنی 10%، 15% و 20% بوده اند. برای بررسی کارایی بتن های دارای لاستیک و پودر شیشه از آزمایش اسلامپ استفاده شد، همچنین مقاومت های فشاری، کششی، نسبت مقاومت کششی به فشاری، پیش و پس از اعمال حرارت و افت وزن ناشی از اعمال حرارت، مورد بررسی قرار گرفت. برای درک رفتار مواد ضایعاتی از تصاویر میکروسکوپ الکترونی و طیف سنجی استفاده گردید. نتایج در هر دو حالت حرارتی نشان داد 5% لاستیک و 10% پودر شیشه، همچنین اندازه mm 5–3 ذرات لاستیک، بهترین نتایج را از نظر مقاومت های فشاری و کششی، در بین طرح های اختلاط دارای لاستیک و پودر شیشه، ارائه داده اند.