خرده لاستیک ضایعاتی، ابزاری مناسب برای مسلح کردن خاک

توسعه شهر‌ها و افزایش تعداد وسایل نقلیه جدید و همچنین از رده خارج کردن خودرو‌های فرسوده سبب شده است که لاستیک‌های فرسوده و ضایعاتی به عنوان یکی از آلاینده‌های زیست محیطی و بهداشتی مورد توجه محققان قرار بگیرند. استفاده از لاستیک به عنوان یکی از عناصر مهم زندگی بشر روز به روز در حال افزایش است.

لاستیک‌ها از مواد پلیمری تشکیل شده‌اند که به راحتی در طبیعت تجزیه نشده و خطرات جدی را برای محیط زیست و سلامت انسان‌ها به همراه دارند. مخاطرات زیست محیطی و بهداشتی که در اثر انباشت لاستیک‌های فرسوده و ضایعاتی به وجود می‌آیند، شامل آتش‌سوزی فاجعه آمیز، پرورش و تکثیر حشرات و نهایتا بروز بیماری‌های ویروسی و میکروبی هستند.

به گفته متخصصان، علاوه بر مخاطرات ذکر شده، انباشته‌های لاستیکی بر زیبایی و چشم‌انداز محیط زندگی و شهری نیز لطمه می‌زنند. لاستیک‌های بازیافتی، کاربرد‌های مختلفی در بخش‌های گوناگون دارند. در آمریکا حدود ۴۶۰۰ هزار تن لاستیک فرسوده و ضایعاتی تولید می‌شود که از این مقدار حدود ۵۶۰ هزار تن در پروژه‌های مهندسی عمران مورد استفاده قرار می‌گیرد. این میزان مصرف حدود ۱۲ درصد از کل لاستیک‌های فرسوده و ضایعاتی تولید شده در این کشور است.

در ایران نیز طبق آمار سال ۱۳۸۵ وزارت صنایع و معادن، سرانه لاستیک فرسوده حدود ۶ کیلوگرم به ازای هر نفر در سال است که در شرایط ایده‌آل، حدود ۳۶ درصد آن به روش‌های روکش مجدد، پودر لاستیک و تولید کائوچوی اصلاح شده، بازیافت شده و بقیه در طبیعت دپو می‌شوند؛ لذا توجه به این مساله و یافتن راهی برای استفاده از این ضایعات از اهمیت بالایی برخوردار است.

در این راستا، محققانی از دانشگاه تفرش، یک مطالعه را انجام داده‌اند و استفاده از خرده‌های لاستیک تایر فرسوده را در بهبود مقاومت خاک ماسه‌ای بررسی کرده‌اند.

در این تحقیق، به منظور افزایش پارامتر‌های مقاومت برشی ماسه بادی، محققان خرده‌لاستیک را در نسبت‌های متفاوت ۵ درصد، ۱۰ درصد، ۱۵ درصد، ۲۰ درصد و ۲۵ درصد با آن مخلوط کرده و مورد آزمایش قرار دادند.

نتایج این بررسی‌ها نشان می‌دهند که حالت بهینه در این خصوص، نمونه حاوی ۱۵ درصد خرده‌لاستیک با ابعاد دو در چهار سانتی‌متر است که زاویه اصطکاک داخلی را تا ۲۷ درصد افزایش می‌دهد. همچنین اضافه کردن خرده‌لاستیک باعث افزایش ظرفیت شکل‌پذیری ماسه بادی می‌شود.

آن گونه که حمیدرضا صبا، محقق دانشگاه تفرش و همکارانش می‌گویند «به طورکلی، عناصر مسلح‌کننده خاک به دو طریق در خاک قرار می‌گیرند. اول استفاده از تسلیح‌کننده‌هایی که به طور پیوسته در خاک قرار می‌گیرند، مثل صفحه‌ها یا نوار‌های خاص که برای قرار گرفتن در خاک از قانون و قاعده خاصی پیروی می‌کنند و دیگری، استفاده از تسلیح‌کننده‌هایی که به طور گسترده در خاک قرار می‌گیرند مثل الیاف و خرده‌های لاستیک که به طور تصادفی و بدون قاعده و قانون خاصی با خاک ترکیب می‌شوند».

این محققان می‌افزایند: «از زمان ابداع و رواج خاک مسلح تاکنون استفاده از مسلح‌کننده‌های فلزی مطرح بوده است، ولی این نوع مسلح‌کننده‌ها دارای یک عیب اساسی هستند و آن دوام کم آن‌ها مخصوصا در محیط‌های مرطوب است؛ بنابراین تلاش‌ها برای دستیابی به مواد و مصالحی انجام پذیرفت که علاوه بر افزایش قابل ملاحظه توان باربری، دارای دوام قابل قبولی نیز باشند».

تحقیقات انجام شده در این خصوص در نهایت به‌کارگیری مواد پلیمری که مقاومت و دوام قابل قبولی دارند را در خاک منجر شده است.

به گفته صبا و همکارانش، «با توجه به نتایج به دست آمده، می‌توان نتیجه گرفت که مقاومت برشی خاک‌های ماسه با افزایش درصد وزنی خرده لاستیک و افزایش تنش نرمال رابطه مستقیم دارد».

این یافته‌های پژوهشی که راهی ارزشمند را برای استفاده مجدد و بازیافت لاستیک‌های ضایعاتی نشان داده‌اند در نشریه «مهندسی عمران امیرکبیر» متعلق به دانشگاه صنعتی امیرکبیر منتشر شده‌اند.