تأثیر فیلر زغال‏ سنگ ضایعاتی و خاکستر آن بر مقاومت و دوام مخلوط آسفالت گرم در مقایسه با پودر سنگ آهک

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل

2 دانشجوی کارشناسی ارشد راه و ترابری، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل

چکیده

هدف از این تحقیق، بررسی تأثیر پودر زغال‏سنگ ضایعاتی به­ عنوان فیلر بر ویژگی ­های مخلوط آسفالتی گرم ­می ­باشد. در این تحقیق آزمایشگاهی، با بهره ­گیری از فیلر زغال‏سنگ ضایعاتی، اقدام به ساخت نمونه­ های حاوی صفر، 25، 50، 75 و100 درصد وزنی فیلر بجای پودر سنگ آهک شده و عملکرد مخلوط ­های آسفالتی حاوی پودر زغال‏ سنگ ضایعاتی با آزمایش ­های مقاومت مارشال و کشش غیر مستقیم مورد ارزیابی قرار گرفت. مقاومت مارشال، روانی، مقاومت کششی و دوام مخلوط­ های آسفالتی تعیین و تأثیر ترکیب پودر زغال ‏سنگ ضایعاتی و پودر سنگ آهک بر خصوصیات مخلوط ارزیابی شد. در ادامه، پودر زغال‏ سنگ ضایعاتی در دمای 750 درجه سانتی­گراد سوزانده شد و تبدیل به خاکستر گردید. این خاکستر به­ عنوان فیلر در مخلوط آسفالت گرم استفاده و با فیلرهای دیگر مقایسه شد. نتایج نشان می ­دهد پودر زغال‏ سنگ ضایعاتی باعث بهبود ویژگی ­های مخلوط آسفالتی نسبت به فیلر سنگ آهک شده و بر اساس آزمایش‌های صورت گرفته در این تحقیق می ­توان استفاده از پودر زغال ‏سنگ ضایعاتی را به ­عنوان جایگزین مناسبی برای فیلر معمولی پیشنهاد نمود. همچنین، نتایج حاکی از آن است که خاکستر زغال ‏سنگ ضایعاتی عملکرد بهتری نسبت به دیگر فیلرهای مورد استفاده در این تحقیق داشته است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of Coal-waste Filler and its Ash on Strength and Durability of Hot-mix Asphalt in Comparison to Limestone Powder

نویسندگان [English]

  • A. Modarres 1
  • M. Rahmanzadeh 2
چکیده [English]

The objective of this research is to investigate the effects of coal-waste powder as a replacement for the conventional filler material on the mechanical properties of hot-mix asphalt. In this laboratory research, using coal-waste filler, specimens with 0%, 25%, 50%, 75% and 100% filler as replacements for the limestone powder were prepared. The performance of hot-mix asphalts containing coal-waste powder was evaluated using Marshall Stability and indirect tensile strength tests. Marshall Stability, liquidity, tensile strength and durability of asphalt mixtures were determined and the effect of mixture of coal-waste and limestone powders on mixture characteristics was investigated. The coal-waste powder was then burned at 750 oC to produce coal powder ash. This ash was then used as filler in hot-mix asphalt and compared with other fillers. The results revealed that coal-waste powder had superior effects compared to limestone powder and, therefore, could be substituted for conventional filler according to performed tests. Moreover, burned coal-waste powder achieved better results than other tested fillers in this research.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Coal-waste
  • Filler
  • Hot-mix asphalt
  • Limestone Powder

ادیبی، ن.، اصانلو، م. و رحمان­پور، م. 1391. "بررسی اثرات زیست محیطی دامپ­های باطله معادن زغال‏سنگ کارمزد". اولین کنگره ملی زغال‏سنگ.

AASHTO T 283, 1995, “Standard Test Method for the Resistance of Compacted Bituminous Mixture to Moisture Induced Damage”, AASHTO Standard Specifications for Transportation Materials, Part II, Washington, D.C.

Anderson, D.  A. and Goetz, W.  H. 1973.  “Mechanical Behavior and Reinforcement of Mineral Filler-asphalt  Mixtures”.  Proc. Association of Asphalt Paving Technologists, Vol. 42, pp. 37-66.

Chen, M., Lin, J. and Wu, Sh. 2011. “Potential of recycled fine aggregates powder as filler in asphalt mixture”. Constr. Build. Mater. 25: 3909-3914.

García, R., Fríasa, M., Sanchez de Rojas, M. I., Juan Valdés, A. and Medina, C. 2012. “Effect of activated coal mining wastes on the properties of blended cement”. Cement Concrete Comp. 34: 678-683.

Gardiner, M. S. 2009. “Laboratory Test for Assessing Moisture Damage of Asphalt Concrete Mixture”. TRR No. 1353, pp. 15-23.

Huang, B. S., Dong, Q. and Burdette, E. G. 2009. “Laboratory evaluation of incorporating waste ceramic materials into Portland cement and asphaltic concrete”. Constr. Build. Mater. 23: 3451-3456.

Hwang, S. D., Park, H. M. and Rhee, S. K. 2008. “A study on engineering characteristics of asphalt concrete using filler with recycled waste lime”. Waste Manage. 28(1): 191-200.

Inuthia, J. M. and Nidzam, R. M. 2009. Effect of Slag and Siliceous Additions on the Performance of Stabilized Coal Waste Backfill”. World of Coal Ash Conference (WOCA), Lexington, Kentucky, USA.

Katamine, N. M. 2006. “Phosphate waste in mixtures to improve their deformation”. J. Trans. Eng. 126: 382-391.

Kezhen, Y. Hong-bin Xu, Heng-long Zhang. 2013. “Effect of mineral filler on properties of warm asphalt mastic containing sasobit”. Constr. Build. Mater. 48: 622-627.

Laskowski, J. S. 2001. “Coal Flotation and Fine Coal Utilization”. Department of Mining and Mineral Process Engineering.

Lee, S. T. 2009. “Influence of recycled fine aggregates on the resistance of mortars to magnesium sulfate attack”. Waste Manage. 29(8): 2385-2391.

Li, X. P. 2008. “Recycling and reuse of waste concrete in China, Part I: Material behavior of recycled aggregate concrete”. Resour. Conserv. Recy. 53(1): 36-44.

Muniandy, E. A. 2011. “The effect of type and particle size of industrial wastes filler on indirect tensile stiffness”. Aust. J. Basic Appl. Sci. 5(11): 297-308.

Muniandy, R. Eltaher Aburkaba, Lamya Mahdi. 2013. “Effect of mineral filler type and particle size on the engineering properties of stone mastic asphalt pavements”. TJER 10(2): 13-32.

Rossi dos Santos, C. Cassiano Rossi dos Santos, Juarez Ramos do Amaral Filho, Daniel Pagnussat. 2012. “Use of Coal Waste as Fine Aggregates in Concrete Blocks for Paving”. 10th International Conference on Concrete Block Paving, Shanghai, Peoples Republic of China.

Sargin, S., Morova, N., Saltan, M. and Sung, D. H., Hee, M. P. and Suk, K. R. 2008. “A study on engineering characteristics of asphalt concrete using filler with recycled waste lime”. Waste Manage. 28: 191-200.

Sargın, S., Saltan, M. and Morova, N. 2013. “Evaluation of rice husk ash as filler in hot mix asphalt concrete”. Constr. Build. Mater. 48: 390-397.

Skarkynska, K. M. 1995. “Reuse of coal mining wastes in civil engineering- part 2: Utilization of minestone”. Waste Manage. 15(2): 83-126.

Terzi, S. 2012. “Investigation of usability of steel fibers in asphalt concrete mixture”. Constr. Build. Mater. 36: 238-244.

Thanaya, I. N. A. and Forth, J. P. 2006. “Utilization of Coal Ashes in Hot and Cold Bituminous Mixtures”. International Coal Ash Technology Conference.

Xue, Y. J., Hou, H. B., Zhu, S. J. and Zha, J. 2009. “Utilization of municipal solid waste incineration ash in stone mastic asphalt mixture: Pavement performance and environmental impact”. Constr. Build. Mater. 23: 989-996.

Yilmaz, M. Baha Vural Kök, Necati Kuloğlu. 2011. “Effects of using asphaltite as filler on mechanical properties of hot mix asphalt”. Constr. Build. Mater. 25: 4279-4286.

Zhao, W., Leeftinkb, R. B. and Rotterc, V. S. 2010. “Evaluation of the economic feasibility for the recycling of construction and demolition waste in China: The case of Chongqing”. Resour. Conserv. Recy. 54(6): 377-389.