تأثير مسحوق نفايات الزجاج على خصائص البيتومين والأداء الميكانيكي ومقاومة الرطوبة للخلطات الاسفلتية

Abstract

تُعد نفايات الزجاج من المخلفات الصلبة التي تتزايد كمياتها بشكل مستمر في مختلف دول العالم، سواء المتقدمة أو النامية، وتُشكل عملية التخلص منها تحدياً بيئياً بسبب عدم قابليتها للتحلل الحيوي وبقائها لفترات طويلة في البيئة. لذلك أصبح البحث عن طرق فعّالة لإعادة استخدام هذه المخلفات من الاتجاهات المهمة لتحقيق الاستدامة وتقليل الأثر البيئي الناتج عن تراكمها. ومن هذا المنطلق، فإن استخدام نفايات الزجاج في الخلطات الإسفلتية يمكن أن يمثل حلاً بيئياً واقتصادياً من خلال تقليل كمية المخلفات المطروحة وتحسين بعض خواص الخلطات الإسفلتية المستخدمة في رصف الطرق.

تكمن الأهمية العلمية لهذه الدراسة في تقييم إمكانية استخدام مسحوق نفايات الزجاج كمادة محسنة في الخرسانة الإسفلتية ودراسة تأثيرها على الخواص الفيزيائية للإسفلت وأداء الخلطات الإسفلتية.

تهدف هذه الدراسة إلى تحديد النسبة المثلى من مسحوق نفايات الزجاج المضاف إلى الإسفلت، ومن ثم تقييم تأثيرها على أداء الخلطات الإسفلتية مقارنة بالخلطات التقليدية الخالية من نفايات الزجاج. لتحقيق هذا الهدف، تم طحن نفايات الزجاج وغربلتها باستخدام غربال بحجم 100 مايكرومتر، ثم إضافتها إلى الإسفلت بنسب 2%، 4%، 6%، 8% و10% من وزن الإسفلت الصافي. بعد ذلك تم إجراء مجموعة من الاختبارات الفيزيائية التقليدية للإسفلت، شملت اختبار الاختراق، اللزوجة، المطيلية، الليونة واختبار الوميض والاحتراق، بهدف تحديد المحتوى الأمثل لمسحوق نفايات الزجاج اعتماداً على أفضل النتائج المتحصل عليها.

بعد تحديد النسبة المثلى لنفايات الزجاج، تم تحديد المحتوى الأمثل للإسفلت باستخدام طريقة مارشال للخلطات الإسفلتية الخاصة بالطبقة السطحية. تضمنت مكونات الخلطات الإسفلتية المستخدمة في الدراسة الإسفلت الأسمنتي بدرجة اختراق 40-50 المنتج من مصفى ذي قار، والركام بتدرج المقاس الاقصى الاسمي مقداره 19 ملم، وغبار حجر الكلس كمادة مالئة، بالإضافة إلى مسحوق نفايات الزجاج. بلغ العدد الكلي للنماذج المستخدمة 21 نموذجاً لاختبار مارشال و12 نموذجاً لاختبار مقاومة الشد غير المباشر.

تم تقييم أداء الخلطات الإسفلتية من خلال اختبار مارشال لتحديد قيم الثبات، والزحف، والفراغات الهوائية، والفراغات في الركام، والفراغات المملوءة بالبيتومين. كما تم استخدام اختبار مقاومة الشد غير المباشر لحساب نسبة مقاومة الشد غير المباشر لتقييم حساسية الخلطات للرطوبة