دراسة أتثري مواد معاد تدويرها على اخلاصاص امليكانيكية والفيزايصية للمالط اهلجن

Abstract

تهدف هذه الدراسة إلى تقييم تأثير إضافة مسحوق السيراميك (WCP (والبولسترين الممدد (WPS( كمضافات جزئية في مالط اإلسمنت على خصائصه الحرارية والميكانيكية. أظهرت النتائج وجود توازن واضح بين األداء الحراري والميكانيكي، حيث يمكن تصميم الخلطات لتحقيق أهداف محددة. فقد أدت خلطة بنسبة 10 WCP% و25.0 WPS% إلى انخفاض ملحوظ في التوصيلية الحرارية بنسبة 5.56 %مقارنة بالخلطة المرجعية، مما يعكس تحسنًا كبي ًرا في قدرة المالط على العزل الحراري، ورغم انخفاض مقاومة الضغط بنسبة 30 ،%إال أنها بقيت ضمن النطاق المقبول للتطبيقات غير اإلنشائية. في المقابل، حققت خلطة بنسبة 20 WCP% و125.0 WPS% أفضل أداء ميكانيكي، حيث تحسنت مقاومة االنثناء بنسبة 7 ،%وبقيت مقاومة الضغط ضمن نطاق عا ٍل ومقبول )36.31 ميجا باسكال( بانخفاض طفيف بلغ 13 %فقط. كما كشفت تحليالت البنية المجهرية XRD وEDX لهذه الخلطات عن تماسك ممتاز بين اإلسمنت والمواد المضافة وتكوين هيدرات سيليكات الكالسيوم (H-S-C (بشكل محسن، مما يعزز استقرار البنية المجهرية للمالط. تؤكد هذه النتائج أن الجمع بين مسحوق السيراميك والبولسترين يساهم بفاعلية في إنتاج مواد بناء ذات خصائص موجهة، إما لتحقيق كفاءة عزل فائقة أو لتعزيز المتانة الميكانيكية، مما يجعل هذه الخلطات مناسبة لمختلف التطبيقات المستدامة في قطاع البناء.

Cette étude vise à évaluer l'effet de l'ajout partiel de poudre de céramique (WCP) et de polystyrène expansé (WPS) en tant qu’additifs partiels dans le mortier de ciment sur ses propriétés thermiques et mécaniques. Les résultats ont révélé un compromis évident entre les performances thermiques et mécaniques, permettant de formuler des mélanges pour des objectifs spécifiques. En effet, le mélange composé de 10 % de WCP et 0,25 % de WPS a entraîné une réduction remarquable de la conductivité thermique de 56,5 % par rapport au mortier de référence, démontrant une amélioration significative de sa capacité d'isolation thermique. Bien que sa résistance à la compression ait diminué de 30 %, elle est demeurée dans une plage acceptable pour des applications non structurelles. À l'inverse, le mélange contenant 20 % de WCP et 0,125 % de WPS a présenté les meilleures performances mécaniques, avec une augmentation de la résistance à la flexion de 7 %. Sa résistance à la compression est restée à un niveau élevé et acceptable (31,36 MPa), avec une diminution limitée à 13 %. De plus, les analyses microstructurales par XRD et EDX ont révélé une excellente cohésion entre la matrice cimentaire et les ajouts, ainsi qu'une formation optimisée de silicates de calcium hydratés (C-S-H), renforçant ainsi la stabilité de la microstructure du mortier. Ces résultats confirment que l'association de la poudre de céramique et du polystyrène permet de produire efficacement des matériaux de construction aux propriétés modulables, soit pour atteindre une efficacité d'isolation supérieure, soit pour améliorer la durabilité mécanique. Ceci rend ces mélanges particulièrement adaptés à diverses applications durables dans le secteur de la construction.

This study aims to evaluate the effect of partially adding ceramic waste powder (WCP) and waste expanded polystyrene (WPS) to cement mortar on its thermal and mechanical properties. The results revealed a clear trade-off between thermal and mechanical performance, enabling the formulation of mixes for specific objectives. The mixture composed of 10% WCP and 0.25% WPS resulted in a remarkable reduction in thermal conductivity by 56.5% compared to the reference mix, reflecting a significant improvement in the mortar's thermal insulation capacity. Although its compressive strength decreased by 30%, it remained within an acceptable range for non-structural applications. Conversely, the mixture containing 20% WCP and 0.125% WPS exhibited the optimal mechanical performance, with a 7% improvement in flexural strength. Its compressive strength remained at a high and acceptable level (31.36 MPa), with only a minor reduction of 13%. Furthermore, microstructural analyses (XRD and EDX) of these mixes showed excellent cohesion between the cementitious matrix and the additives, as well as an enhanced formation of Calcium Silicate Hydrate (C-S-H), thereby improving the stability of the mortar's microstructure. These findings confirm that the combination of ceramic powder and polystyrene effectively contributes to producing building materials with tailored properties, either to achieve superior insulation efficiency or to enhance mechanical durability. This makes these mixtures suitable for various sustainable applications in the construction sector.