Experimental Study on the Utilization of Kuwaiti Oil-Contaminated sand and Natural fiber in Concrete as Sustainable Alternative to Conventional Materials

يعد التلوث المرتبط بالنفط قضية بيئية حرجة، خاصة في الدول الرائدة المنتجة للنفط مثل الكويت. تستكشف هذه الدراسة إمكانية استخدام الرمال المعالجة والملوثة بالنفط كبديل للرمل العادي في المواد الخرسانية لتطبيقات البناء. وبالنظر إلى أن الكتان، باعتباره ألياف نباتية ولها قدرة ممتازة على استخراج كميات كبيرة من المعادن الثقيلة من التربة، فقد تم تقويته في الخرسانة المسلحة بالرمال المعالجة والملوثة بالنفط. ولذلك تتضمن الدراسة الحالية انتاج مخاليط مختلفة من الرمل المعالج والرمل الملوث بالنفط وألياف الكتان ( 0%، 0.4%، 0.8%، 1%). سيتم فحص الأداء الفيزيائي والكيميائي والميكانيكي لهذه الخلائط من خلال اختبارات الكثافة، وامتصاص الماء، والصلابة، وقوة الضغط، ومعامل الضغط للمرونة، وقوة الشد الانقسام، وسلوك ترشيح الملوثات. يهدف البحث إلى تحسين أداء الخرسانة مع مواجهة التحديات البيئية من خلال إعادة استخدام مواد النفايات. ومن المتوقع أن يؤدي دمج الرمل المعالج والرمل الملوث بالنفط والألياف الطبيعية إلى إنتاج خرسانة ذات خصائص مماثلة أو محسنة مقارنة بمواد الخرسانة التقليدية. ويتوافق هذا النهج الجديد مع رؤية الكويت 2035 في تعزيز الاستدامة وخفض تكاليف المعالجة وتقليل الأثر البيئي للتلوث النفطي. ومن خلال تطوير الخرسانة التي تستخدم منتجات النفايات والألياف الطبيعية، ستوفر هذه الدراسة حلاً عمليًا لتحديات التلوث في الكويت. وتساهم النتائج في ممارسات البناء المستدامة وتقدم رؤى قيمة حول أداء الرمال المعالجة والرمل الملوث بالنفط وألياف الكتان في الخرسانة، مما يدعم التطبيقات المستقبلية.

Petroleum-related contamination is a critical environmental issue, particularly in leading oil-producing countries such as Kuwait. This study explores the potential of using treated and oil-contaminated sand as a replacement for normal sand in concrete material for construction applications. Given that flax, as a plant-based fiber, has proven to demonstrate an excellent ability to extract substantial quantities of heavy metals from the soil, it has been reinforced in treated and oil-contaminated sand reinforced concrete. Therefore, the present study involves casting various mixtures of treated sand and oil-contaminated sand and flax fiber (i.e., 0%, 0.4%, 0.8% and 1%). The physical, chemical, and mechanical performance of these mixtures will be examined through tests on density, water absorption, hardness, compressive strength, compressive modulus of elasticity, split tensile strength, and contaminant leaching behavior. The research aims to optimize concrete performance while addressing environmental challenges by reusing waste materials. Incorporating treated sand, oil-contaminated sand and natural fiber is expected to produce concrete with comparable or improved properties compared to conventional concrete material. This novel approach aligns with the vision of Kuwait of 2035, in promoting sustainability, reducing treatment costs, and minimizing the environmental impact of petroleum contamination. By developing concrete that utilizes waste products and natural fibers, the present study will provide a practical solution to the contamination challenges in Kuwait. The findings contribute to sustainable construction practices and offer valuable insights into the performance of treated sand, oil-contaminated sand, and flax fiber in concrete, supporting future applications.