مطالعه آزمایشگاهی رفتار مکانیکی مخلوط ماسه و لاستیک

Abstract

گسترش صنعت خودرو سبب شده است که انباشت حجم لاستیک‌های فرسوده به ‌عنوان زباله‌های شهری به یک مشکل بزرگ اقتصادی، زیست محیطی و اجتماعی تبدیل شود. مخلوط کردن خرده‌های لاستیک با ماسه و استفاده از آن به ‌عنوان مصالح سبک‌ وزن یکی از گزینه‌های ممکن برای جلوگیری از انباشت آنها در محیط زیست می­باشد. در این تحقیق برای اولین بار دانه‌های ماسه و خرده‌های لاستیک با منحنی دانه‌بندی یکسان مخلوط شده است. این کار به جهت به حداقل رساندن تفاوت اندازه‌ی بین دانه‌های مخلوط انجام پذیرفته است؛ بنابراین، رفتار مکانیکی مخلوط بدست‌آمده، تنها بر پایه نسبت حجمی آن و ساز و کار داخلی بین دانه‌های لاستیک و ماسه استوارمی­باشد. به منظور بررسی رفتار مکانیکی مخلوط، آزمایش‌های سه محوری زهکشی شده فشاری و کششی تحت تنش‌های همه‌جانبه 50، 100 و 200 کیلو پاسکال انجام شده است. نتایج این تحقیق نشان می‌دهد که سهم حجم ذرات لاستیک بر رفتار فشاری و کششی مخلوط قابل‌توجه می باشد. درواقع، دانه‌های لاستیک به‌عنوان یک ساز و کار داخلی، پارامترهایی چون؛ حداکثر تنش انحرافی، سختی اولیه نمونه‌ها، مدول الاستیسیته، کرنش شعاعی، زاویه اصطکاک، اتساع و زاویه اتساع نمونه‌ها را کاهش می‌دهند و در عین حال باعث افزایش کرنش متناظر با تنش انحرافی حداکثر، شکل‌پذیری نمونه‌ها، کرنش محوری، چسبندگی، مقادیر و و شیبِ خطِ حالتِ بحرانی می‌شوند. رفتار تنش-کرنش مخلوط‌های ماسه و لاستیک نشان می‌دهد که با افزایش نسبت اختلاط لاستیک به بیش از 20 درصد، در تمامی تنش‌های همه‌جانبه، نقطه حداکثری مشخصی در نمودار تنش-کرنش وجود ندارد. درنهایت چنین بدست آمد که، رفتار مکانیکی مخلوط‌ خرده لاستیک‌های دانه‌ای و ماسه با منحنی دانه‌بندی یکسان برای نسبت اختلاط لاستیک کمتر از 20 درصد، توسط ماسه و برای نسبت اختلاط بیشتر از 30 درصد، توسط لاستیک کنترل می‌شود.