Published May 31, 2023
| Version v1
Publication
Open
Optimization of plastic waste integration in cement bricks
- 1. British University in Egypt
- 2. Ain Shams University
Description
Abstract Implementing plastic waste in construction materials is a sustainable disposal method to overcome plastic pollution. The current study aims to optimize the integration of plastic waste in cement bricks regarding their thermomechanical properties in order to develop an eco-friendly building material. Polyethylene terephthalate (PET) and high-density polyethylene (HDPE) partially substituted cement with different ratios (0, 2.5, 5, 7.5, 10, 20%). The type that achieved better thermomechanical performance further replaced the other brick components; sand and coarse aggregates to determine the optimum replacement scenario and best design mix. Laboratory experiments have been carried out to measure the compressive strength, indirect tensile strength, bulk density, and thermal conductivity of the new composites. The measured results revealed better performance for the samples with HDPE than PET. A boost in the compressive strength and indirect tensile strength was noticed for the samples obtaining a limited amount (up to 7.5%) of HDPE. However, a reduction in the tested mechanical properties occurs with higher substitution levels. With respect to thermal conductivity and bulk density, they decreased with the increase of plastic waste. The best mechanical behavior and the highest thermal resistance were obtained by partial replacement of coarse aggregates with 7.5% and 20% HDPE respectively. The results represent a good contribution to energy conservation, waste management and sustainability.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
الملخص يعد تنفيذ النفايات البلاستيكية في مواد البناء طريقة مستدامة للتخلص من التلوث البلاستيكي. تهدف الدراسة الحالية إلى تحسين دمج النفايات البلاستيكية في الطوب الأسمنتي فيما يتعلق بخصائصها الميكانيكية الحرارية من أجل تطوير مواد بناء صديقة للبيئة. استبدل البولي إيثيلين تيريفثالات (PET) والبولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE) الأسمنت جزئيًا بنسب مختلفة (0، 2.5، 5، 7.5، 10، 20 ٪). كما حل النوع الذي حقق أداءً ميكانيكيًا حراريًا أفضل محل مكونات الطوب الأخرى ؛ الرمل والركام الخشن لتحديد سيناريو الاستبدال الأمثل وأفضل مزيج تصميم. تم إجراء تجارب معملية لقياس مقاومة الانضغاط وقوة الشد غير المباشرة والكثافة الظاهرية والموصلية الحرارية للمواد المركبة الجديدة. كشفت النتائج المقاسة عن أداء أفضل للعينات التي تحتوي على البولي إيثيلين عالي الكثافة من البولي إيثيلين تيرفثالات. لوحظ زيادة في قوة الانضغاط وقوة الشد غير المباشرة للعينات التي تحصل على كمية محدودة (تصل إلى 7.5 ٪) من البولي إيثيلين عالي الكثافة. ومع ذلك، يحدث انخفاض في الخواص الميكانيكية المختبرة مع مستويات استبدال أعلى. فيما يتعلق بالتوصيل الحراري والكثافة السائبة، فقد انخفضت مع زيادة النفايات البلاستيكية. تم الحصول على أفضل سلوك ميكانيكي وأعلى مقاومة حرارية عن طريق الاستبدال الجزئي للركام الخشن بنسبة 7.5 ٪ و 20 ٪ من البولي إيثيلين عالي الكثافة على التوالي. وتمثل النتائج مساهمة جيدة في الحفاظ على الطاقة وإدارة النفايات والاستدامة.Translated Description (French)
Résumé La mise en œuvre de déchets plastiques dans les matériaux de construction est une méthode d'élimination durable pour surmonter la pollution plastique. La présente étude vise à optimiser l'intégration des déchets plastiques dans les briques de ciment en ce qui concerne leurs propriétés thermomécaniques afin de développer un matériau de construction respectueux de l'environnement. Polyéthylène téréphtalate (PET) et polyéthylène haute densité (PEHD) ciment partiellement substitué avec différents rapports (0, 2,5, 5, 7,5, 10, 20 %). Le type qui a obtenu de meilleures performances thermomécaniques a en outre remplacé les autres composants de la brique ; le sable et les agrégats grossiers pour déterminer le scénario de remplacement optimal et le meilleur mélange de conception. Des expériences en laboratoire ont été menées pour mesurer la résistance à la compression, la résistance à la traction indirecte, la densité apparente et la conductivité thermique des nouveaux composites. Les résultats mesurés ont révélé de meilleures performances pour les échantillons avec du PEHD que le PET. Une augmentation de la résistance à la compression et de la résistance à la traction indirecte a été constatée pour les échantillons obtenant une quantité limitée (jusqu'à 7,5%) de PEHD. Cependant, une réduction des propriétés mécaniques testées se produit avec des niveaux de substitution plus élevés. En ce qui concerne la conductivité thermique et la densité apparente, elles diminuent avec l'augmentation des déchets plastiques. Le meilleur comportement mécanique et la résistance thermique la plus élevée ont été obtenus en remplaçant partiellement les agrégats grossiers par 7,5 % et 20 % de PEHD respectivement. Les résultats représentent une bonne contribution à la conservation de l'énergie, à la gestion des déchets et à la durabilité.Translated Description (Spanish)
Resumen La implementación de residuos plásticos en materiales de construcción es un método de eliminación sostenible para superar la contaminación plástica. El presente estudio tiene como objetivo optimizar la integración de los residuos plásticos en los ladrillos de cemento en cuanto a sus propiedades termomecánicas con el fin de desarrollar un material de construcción ecológico. Cemento parcialmente sustituido de tereftalato de polietileno (PET) y polietileno de alta densidad (HDPE) con diferentes proporciones (0, 2.5, 5, 7.5, 10, 20%). El tipo que logró un mejor rendimiento termomecánico reemplazó aún más los otros componentes de ladrillo; arena y agregados gruesos para determinar el escenario de reemplazo óptimo y la mejor mezcla de diseño. Se han llevado a cabo experimentos de laboratorio para medir la resistencia a la compresión, la resistencia a la tracción indirecta, la densidad aparente y la conductividad térmica de los nuevos compuestos. Los resultados medidos revelaron un mejor rendimiento para las muestras con HDPE que con PET. Se observó un aumento en la resistencia a la compresión y la resistencia a la tracción indirecta para las muestras que obtuvieron una cantidad limitada (hasta 7.5%) de HDPE. Sin embargo, se produce una reducción en las propiedades mecánicas probadas con niveles de sustitución más altos. Con respecto a la conductividad térmica y la densidad aparente, disminuyeron con el aumento de los residuos plásticos. El mejor comportamiento mecánico y la mayor resistencia térmica se obtuvieron por reposición parcial de áridos gruesos con 7,5% y 20% de HDPE respectivamente. Los resultados representan una buena contribución al ahorro de energía, la gestión de residuos y la sostenibilidad.Files
s44147-023-00229-1.pdf
Files
(2.3 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:2ed151da39196d34175b6ac9ede6740e
|
2.3 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تحسين تكامل النفايات البلاستيكية في الطوب الأسمنتي
- Translated title (French)
- Optimisation de l'intégration des déchets plastiques dans les briques de ciment
- Translated title (Spanish)
- Optimización de la integración de residuos plásticos en ladrillos de cemento
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4378902750
- DOI
- 10.1186/s44147-023-00229-1
References
- https://openalex.org/W1565523877
- https://openalex.org/W2017813671
- https://openalex.org/W2271953567
- https://openalex.org/W2520207670
- https://openalex.org/W2896253224
- https://openalex.org/W2932463576
- https://openalex.org/W3028326024
- https://openalex.org/W3048118277
- https://openalex.org/W3206412376
- https://openalex.org/W4220661411
- https://openalex.org/W4220773160
- https://openalex.org/W4220875897
- https://openalex.org/W4280626171