Введение 8
1. Обзор литературы 10
1.1. Фибробетон 10
1.2. Производство фибробетона 15
1.3. ПЭТ-сырье 18
1.4. Иностранный опыт 28
2. Исследование свойств бетонных смесей с применение фибры из материалов вторичной
переработки ПЭТ-бутылок 35
2.1. Создание образцов 35
2.2. Испытания 41
2.2.1. Испытание на сжатие 43
2.2.2. Испытание на растяжение при изгибе 45
2.2.3. Определение истираемости 47
2.2.4. Испытание фибры на прочность и на вырыв из бетона 50
2.3. Обработка результатов испытания 53
2.3.1. Результаты испытаний на сжатие 53
2.3.2. Результаты испытаний на растяжение при изгибе 59
2.3.3. Результаты испытаний бетона на истираемость 65
2.3.4. Результат испытаний фибры на прочность 69
3. Заключение 71
Список использованных источников 73
Приложения должны быть в работе, но в настоящий момент отсутствуют
Каждую минуту по всему миру покупается миллион пластиковых бутылок, и к 2021 году их число увеличится ещё на 20%, что приведёт к экологическому кризису столь же серьёзному, как и изменение климата.
Новые данные свидетельствуют о росте использования пластиковых бутылок, более полутриллиона которых будут продаваться ежегодно к концу десятилетия.
Спрос, эквивалентный примерно 20 000 единиц в секунду, обусловлен популярностью бутилированной воды и распространением западной, урбанизированной культуры перекуса «на ходу» в Китае и Азиатско-Тихоокеанском регионе.
В 2016 году по всему миру было продано более 480 млрд пластиковых бутылок, по сравнению с примерно 300 млрд, десятилетие назад. Если их сложить вместе, они будут простираться на расстояние более чем полпути к солнцу. К 2021 году это чисто увеличится до 583,3 млрд, в год, согласно самым последним оценкам.
Большинство пластиковых бутылок, используемых для безалкогольных напитков и воды, изготовлены из полиэтилентерефталата, который активно перерабатывается. Но по мере того, как их использование растёт во всем мире, усилия по сбору и переработке оказываются недостаточными.
Меньше половины бутылок, купленных в 2016 году, были утилизированы, и только 7% собранных были превращены в новые. Вместо этого большинство пластиковых бутылок оказываются на свалке или в океане.
И как же можно повлиять на эту глобальную проблему?
Мне пришла идея - использовать ПЭТ(полиэтилентерефталат) как армирующую добавку в бетон, то есть фибробетон на основе фибры из ПЭТ.
Для достижение данной цели я поставил перед собой следующие задачи:
• Создание опытных образцов;
• Испытание образцов;
• Анализ полученных результатов;
• Технико-экономические обоснования;
• Подбор состава материала или разработка рекомендаций по приготовлению и технологии фибробетона на основе фибры из ПЭТ.
Предметом исследования является взаимодействие между бетоном и продуктов вторичной переработки тары из материалов ПЭТ.
Объектом исследования выступают образцы бетона с добавлением промышленной ПЭТ и гладкой или ребристой фибры из ПЭТ тары, нарезанной вручную.
Теоретическая и методологическая основы исследования. Процесс экспериментального исследования опирался на зарубежные и отечественные труды, на сведения научных исследований, а также на законодательные и нормативные акты.
Научная новизна работы заключается:
• изучении технических характеристик гладкой и ребристой фибры из ПЭТ тары, нарезанной вручную;
• изучении прочностных характеристик бетона с добавление ПЭТ- флекса и гладкой или ребристой фиброй, нарезанной вручную;
• нахождения оптимального процента армирования бетона и размера фибры.
После всех проведенных испытаний на определение прочности бетона на сжатие и растяжение при изгибе, а так же на определение истираемости бетона и определения прочности фибры можно сказать, что результаты получились неоднозначными.
При явном увеличении показателя прочности на растяжения при изгибе, которое достигает 10-55%, получили понижение показателя прочности на сжатие, которое достигает 3-25%. Наиболее благоприятное соотношение увеличения показателя прочности на растяжения при изгибе и понижения показателя прочности на сжатие, получилось в бетоне с добавлением гладкой фибры длиной 4 см при наименьшей величине армирования, 55% -увеличение показателя прочности на растяжение при изгибе и 3% - понижение показателя прочности на сжатие. Наиболее неблагоприятное соотношение - у бетона с добавлением промышленного флекса из ПЭТ при наибольшей величине армирования, где в обоих испытаниях мы получили понижение прочности, 13% -понижение показателя прочности на растяжение при изгибе и 25% - понижение показателя прочности на сжатие.
Значительного понижения показателя истираемости бетона показали только образцы с гладкой и ребристой фиброй, нарезанной вручную, при наибольшей величине армирования бетона (15%и 7% соответственно).
Была подсчитана критическая длина фибры, равная 8,426 см, при которой вытягивание фибры из контактной зоны матрицы не произойдет. Такая длина фибры вступает в противоречие с технологией введения фибр в бетон, его приготовления, транспортирования и укладки в конструкции. Поэтому вариант бетона с ребристой фиброй, который практически не уступает по прочности бетону с гладкой фиброй, благоприятнее из-за возможности уменьшения длины фибры за счет различных форм анкеров на боковой поверхности.
Так же стоит отметить, что при испытаниях образцов-призм с добавлением гладкой и ребристой фибры, нарезанной вручную, размерами 400x100x100мм, на растяжение при изгибе, было замечено, что при потери прочности образца, он практически не терял показателей устойчивости и держал свои форму и собственный вес, после того как нагрузка была убрана.
Считаю, что применение ПЭТ-фибры возможно, в неответственных конструкциях, которым нужно увеличение прочности на растяжение при изгибе.
