شرح مختصر طرح
این طرح پژوهشی با هدف امکان‌سنجی استفاده از باطله‌های معدنی شرکت سنگ آهن مرکزی ایران (بافق) به‌جای سنگدانه‌های طبیعی در تولید بتن تدوین و اجرا شده است. باطله‌های مذکور که از منظر رنگ و ویژگی‌های ظاهری به دو دسته روشن و تیره تقسیم شده‌اند، در دو فاز مطالعاتی مورد بررسی قرار گرفتند. در فاز نخست، مشخصات فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی سنگدانه‌ها از جمله دانه‌بندی، چگالی و مقاومت در برابر سایش تعیین شد و به دلیل ماهیت معدنی مواد، نرخ رادیواکتیویته آن‌ها جهت اطمینان از سلامت زیست‌محیطی سنجیده شد. در ادامه و در فاز دوم، طرح‌های اختلاط بتن تهیه و بتن‌های تازه و سخت‌شده از نظر خواص اجرایی و مقاومتی ارزیابی شدند. ارزیابی عملکرد بتن با تمرکز بر مقاومت فشاری و کششی، و همچنین سنجش شاخص‌های دوام مانند جذب آب، عمق نفوذ آب تحت فشار و پایداری در برابر یون کلر انجام گردید. همچنین مقاومت بتن‌های حاصل در برابر چرخه‌های متوالی ذوب و یخبندان و تغییرات سرعت امواج اولتراسونیک مورد پایش قرار گرفت تا کارایی آن‌ها در شرایط سخت محیطی مشخص شود. نتایج نهایی به وضوح نشان داد که این باطله‌ها نه تنها کیفیت فنی بتن را حفظ کرده و در مواردی بهبود می‌بخشند، بلکه به‌واسطه ماهیت سیلیسی، عملکردی فراتر از سنگدانه‌های آهکی شاهد از خود نشان دادند. این پژوهش در نهایت ضمن تأیید سلامت زیست‌محیطی و عدم وجود خطرات رادیواکتیو، استفاده از باطله‌های بافق را به‌عنوان جایگزینی ارزشمند برای مصالح طبیعی، به‌ویژه در کاربردهای غیرسازه‌ای، توصیه‌پذیر می‌داند که علاوه بر ارزش اقتصادی، به کاهش حجم دپوی باطله‌ها نیز کمک شایانی خواهد کرد.
دستاوردها:
- بهبود قابل‌توجه مقاومت مکانیکی (به‌ویژه باطله نوع ۲): نمونه‌های بتنی حاوی باطله تیره (نوع ۲) نسبت به بتن شاهد با سنگدانه طبیعی آهکی، حدود ۲۰ درصد مقاومت فشاری و کششی بالاتری در سنین ۲۸ و ۹۰ روزه ثبت کردند.
- کاهش نفوذپذیری و مقاومت بالا در برابر یون کلر: میزان بار عبوری در آزمون نفوذ یون کلر (RCPT) برای بتن‌های نوع ۲ و نوع ۱ به‌ترتیب حدود ۳۴ و ۲۷ درصد کمتر از بتن شاهد بود که حاکی از عملکرد عالی در محیط‌های مهاجم و حفاظت بهتر از میلگردها است.
- پایداری برتر در برابر ذوب و یخبندان: پس از ۲۰۰ چرخه متوالی انجماد و ذوب، بتن‌های حاوی باطله افت وزنی کمتر و افت سرعت پالس اولتراسونیک بسیار پایین‌تری (۷ تا ۹ درصد در مقایسه با ۱۳ درصد بتن شاهد) نشان دادند.
- کیفیت سایشی و چگالی مناسب سنگدانه: آزمایش سایش لس‌آنجلس افت وزنی حدود ۱۶ درصد را برای باطله نوع ۲ ثبت کرد (بهتر از سنگدانه شاهد با ۲۱ درصد) که نشان‌دهنده سختی بالا و ماهیت متراکم سیلیسی این باطله‌ها است.
- تأیید ایمنی پرتوزایی و سلامت زیست‌محیطی: سطح پرتوهای ساطع‌شده از هر دو نوع باطله در حدود ۳۰ تشعشع بر ثانیه (معادل سطح تشعشع زمینه طبیعی محیط) اندازه‌گیری شد و کاملاً بی‌خطر بودن آن برای سلامت انسان و مصارف ساختمانی به اثبات رسید.