علی اکبر رمضانیان پور
-
با توجه به سابقه موفق بکارگیری ملاتهای قلیافعال در برخی کشورها در سالهای اخیر و تحقیقات محدود صورت گرفته بر روی دوام این مصالح، در این مقاله به بررسی خصوصیات نفوذپذیری و دوام در برابر نفوذ یونهای کلراید پرداخته شده است. به منظور بررسی خواص مکانیکی و نفوذپذیری ملاتهای قلیافعال حاوی سرباره کوره آهنگدازی و پوزولان طبیعی پومیس در مطالعات آزمایشگاهی از آزمایشهایی مانند کارایی، مقاومت فشاری، جذب آب مویینه، جذب آب حجمی، نفوذ یونهای کلراید در محیط واقعی خلیج فارس و تخلخل سنجی به روش تزریق جیوه بهره گرفته شده است.نتایج بدست آمده نشان می دهد که مقاومت فشاری آزمونه های ملات قلیافعال حاوی هیدروکسیدپتاسیم در مقایسه با مقاومت فشاری آزمونه های حاوی هیدروکسیدسدیم کمی بیشتر بوده است. ضمنا استفاده از 10 درصد پومیس بجای سرباره باعث افزایش مقاومت فشاری ملات قلیافعال شده است. همچنین مقاومت فشاری 91 روزه آزمونه های ملات سرباره قلیافعال عمل آوری شده در آب، 48.4 درصد بیشتر از آزمونه های عمل آوری شده در هوا بوده است. بطور کلی ضریب انتشار یونهای کلراید در ملات های قلیافعال کمتر از ضریب انتشار یونهای کلراید در ملات سیمان پرتلندی شاهد بوده که این موضوع بدلیل وجود حفرات کمتر در ملاتهای قلیافعال و ساختار متراکم تر ملاتهای قلیافعال در مقایسه با ملات سیمان پرتلندی شاهد بوده است. همچنین ملات قلیافعال حاوی 90 درصد سرباره و 10 درصد پومیس کمترین و ملات سیمان پرتلندی بیشترین ضریب انتشار یونهای کلراید را از خود نشان داده اند که نتایج ضریب جذب آب مویینگی نیز موید این موضوع بوده است.کلید واژگان: قلیافعال, سرباره, پومیس, نفوذ یونهای کلراید, تخلخل سنجیConsidering the successful usage of alkali activated mortars in several countries and limited research on the durability of these materials, in this paper, permeability and durability of alkali activated slag and pumice mortar in chloride environments have been studied. In order to investigate the mechanical properties and permeability of alkali activated slag and pumice mortars tests such as workability, compressive strength, capillary water absorption, water absorption, chloride ion penetration in the Persian Gulf environment and mercury intrusion porosimetry have been conducted.The results show that the compressive strength of alkali activated slag mortar containing potassium hydroxide was slightly higher than the compressive strength of samples containing sodium hydroxide. In addition, the use of 10% pumice instead of slag has increased the compressive strength of alkali activated slag mortar. Also, the 91-day compressive strength of alkali activated mortars cured in the water was 48.4% higher than those cured in the air. In general, the diffusion coefficient of chloride ions in alkali activated slag mortars was lower than the diffusion coefficient of chloride ions in Portland cement mortar, which was due to less porosity in alkali activated slag mortars and the denser structure. Also, alkali activated mortars containing 90% of slag and 10% of pumice had the lowest diffusion coefficient of chloride ions and Portland cement mortar showed the highest one, which was well matched with the result of capillary water absorption coefficient.Keywords: Alkali Activated, Slag, Pumice, Chloride ions, POROSITY
-
تحقیقات پیشین نشان داده است که به دلیل چسبندگی مناسب می توان از مصالح قلیافعال به عنوان روکش محافظ سازه های بتنی استفاده نمود و با ایجاد یک لایه سطحی مصالح قلیافعال بر روی بتن، تا حد زیادی از مزایای این تکنولوژی جدید بهره جست. با این حال خواص مکانیکی و دوام مصالح قلیافعال هنوز کاملا مشخص نیست. در این مقاله به بررسی مقاومت فشاری، مقاومت چسبندگی، نفوذ آب تحت فشار و پتانسیل خوردگی نیم پیل ملات های قلیافعال حاوی سرباره و پومیس به عنوان روکش بتن پرداخته شده است. نتایج نشان می دهد در آزمایش های مقاومت فشاری، مقاومت چسبندگی، نفوذ آب تحت فشار و پتانسیل خوردگی نیم پیل، عملکرد ملات های سرباره قلیافعال مناسب تر از ملات های سیمان پرتلندی بوده و استفاده از هیدروکسیدپتاسیم به عنوان فعالساز و مخلوط 90 درصد سرباره و 10 درصد پومیس به عنوان ماده پایه باعث دستیابی به بیشترین مقاومت فشاری و چسبندگی و کمترین نفوذپذیری و پتانسیل خوردگی میلگرد شده است. پتانسیل نیم پیل اولیه آزمونه های ملات قلیافعال بطور متوسط 1.9 برابر آزمونه های سیمان پرتلندی بوده است. این تفاوت نشان می دهد معیارهای ارایه شده در استاندارد ASTM C876 در خصوص ارتباط خطر خوردگی میلگردها و میزان پتانسیل نیم پیل برای آزمونه های قلیافعال قابل استفاده نبوده و نیاز است محدوده های دیگری برای مصالح قلیافعال ارایه گردد. همچنین بدلیل رسانایی بسیار متفاوت ملات های قلیافعال و سیمان پرتلندی، اعمال اختلاف پتانسیل به منظور تسریع نفوذ یون های کلراید و مقایسه عملکرد محصولات قلیافعال با سیمان پرتلندی روش مناسبی نمی باشد. ولی این روش برای مقایسه چندین طرح ملات قلیافعال مناسب بوده و روند نتایج آن مطابق با آزمایش های تسریع نشده بوده است.
کلید واژگان: قلیافعال, سرباره, پومیس, نفوذ آب, پتانسیل خوردگی, نیم پیلPrevious researches have shown that due to its good adhesion, alkali-activated materials can be used as a protective overlay for concrete structures. However, the mechanical properties and durability of alkali-activated materials are not fully investigated. In this paper, compressive strength, bond strength, water penetration and half-cell corrosion potential of alkali-activated slag and pumice mortars as concrete overlay are investigated. The results show that the performance of alkali-activated slag mortar is better than Portland cement one in above tests and the use of potassium hydroxide as activator and a mixture of 90% slag and 10% pumice as based material result in the highest compressive strength and bond strength and the lowest water permeability and half-cell corrosion potential. The initial half-cell potential reading of alkali-activated mortar specimens was an average of 1.9 times more than Portland cement mortar specimens. This difference indicates that the ranges presented in ASTM C876 and their relationship with rebar corrosion risks are not applicable for alkali-activated materials and it is necessary to provide other criteria for these materials. Also, due to different conductivity of alkali-activated and Portland cement mortars, applying potential difference to accelerate the penetration of chloride ions and comparing the performance of alkali-activated materials with Portland cement is not a correct method. However, this method is suitable for comparing mixes design of alkali-activated mortars and the its results are in accordance with non-accelerated methods.
Keywords: Alkali Activated, Slag, Pumice, water penetration, Corrosion Potential, Half-cell -
در مطالعه حاضر مکانیزم رسوب گذاری نانو ذرات اکسید سیلیس (NS) بر روی نانو صفحات گرافن اکساید (GO) از طریق هیدرولیز Tetraortho silicate (TEOS) در محلول آب و الکل و عملکرد آن در ملات سیمانی مورد بررسی قرار گرفته است. در بخش اول این پژوهش نحوه برهم کنش های احتمالی مابین نانو ذرات، به کمک طیف سنج پرتوهای مریی (Uv-Vis) و میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) و در بخش دوم خصوصیات مکانیکی ماده کامپوزیت متشکل از نانو سیلیس و گرافن اکساید (NS&GO) توسط تکنیک شبیه سازی دینامیک مولکولی مورد بررسی قرار گرفته است. در نهایت کاربرد نانو ذرات به صورت منفرد و کامپوزیت بر خصوصیات مکانیکی ملات های حاوی پوزولان های طبیعی و فاقد آن مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفته است. بهبود دیسپرسیون ذرات نانوسیلیس بر روی صفحات گرافن اکساید بدون استفاده از سورفکتانت ها در تصاویر TEM قابل رویت است. همچنین نتایج شبیه سازی دینامیک مولکولی افزایش 75 درصدی مقدار تنش قابل تحمل و افزایش 250 درصدی مدول یانگ ماده کامپوزیت نسبت به نانوسیلیس منفرد را گزارش می دهد. مقاومت فشاری و کششی 28 روزه ملات های حاوی کامپوزیت نانو مواد نیز به ترتیب با افزایش 31% و 100% نسبت به طرح کنترل همراه بوده است. در یک نتیجه گیری کلی دیسپرسیون و توزیع مناسب نانوذرات، خاصیت هسته زایی نانوسیلیس، خاصیت پل زنی گرافن اکساید در کنار فعالیت بالای پوزولان زیولیت موجب عملکرد مناسب ملات ZNS&GO گردیده است.
کلید واژگان: کامپوزیت نانو مواد, خواص مکانیکی, فعالیت پوزولانی, خاصیت هسته زایی, شبیه سازی دینامیک مولکولیIn this study the sedimentation of nano silica (NS) on graphene oxide (GO) sheets using tetra Ortho silicate (TEOS) hydrolysis in water/alcohol solution and its performance in cement mortar has been investigated. First, the possible interaction between nanoparticles using UV-Vis spectroscopy and electron microscopy (TEM) spectrum is examined. Then, the mechanical properties of the composite material consisting of nano silica and graphene oxide (NS&GO) production was investigated by the Molecular Dynamics Simulation method. The application of nanoparticles on mechanical properties of mortars with and without natural pozzolans has been studied in both individual and composite forms. The dispersion of NS particles on GO sheets can be seen using TEM images through chemical pretreatment and without using surfactants. The results obtained from Molecular Dynamics Simulation indicate a 75% increase in the amount of tolerable stress and a 250% increase in the Young’s modulus of the composite material relative to single NS particles. The 28 days compressive and tensile strength of mortars containing composite nano materials also increased by 31% and 100%, respectively, compared to the control design. Proper dispersion and distribution of nanoparticles, nano silica nucleation property, graphene oxide stepping properties and high zeolite pozzolanic activity have improved the mechanical properties of mortars.
Keywords: composite nano materials, Mechanical Properties, pozzolanic activities, nucleation property, Molecular Dynamics Simulation -
پوسته شدگی در مجاورت نمک های یخ زدا یکی از چالش های اساسی دوام در روسازی های بتنی در مناطق سردسیر شناخته می شود. در این تحقیق اثر دوده سیلیس و مواد هوازا در روسازی های بتنی با سه نسبت آب به سیمان 35/0، 4/0 و 45/0 بر مقاومت فشاری، مقاومت الکتریکی و دوام بتن در برابر پوسته شدگی در مجاورت نمک یخ زدا بررسی شده و ساختار میکروسکوپی با استفاده از روش تخلخل سنجی جیوه و تصاویر میکروسکوپ الکترونی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاکی از آن است که بهترین عملکرد در آزمایش پوسته شدگی متلعق به نمونه حاوی دوده سیلیس و مواد هوازا می باشد. نتایج تخلخل سنجی جیوه نشان داد که دوده سیلیس ضمن اصلاح ریزساختار باعث کاهش حجم حفرات کل و شعاع حفره بحرانی نسبت به طرح شاهد گردیده است و از سوی دیگر به علت فعالیت پوزولانی مناسب حجم حفرات کوچکتر از 10 نانو متر را افزایش داده است. تصاویر میکروسکوپ الکترونی طرح ها حاکی از آن است که دوده سیلیس به علت فعالیت پوزولانی موثر باعث متراکم تر شدن ژل گردید. تصاویر طرح های هوادار حاکی از تشکیل حباب های کروی ، پایدار و دارای توزیع یکنواخت می باشد که مشاهدات ریز ساختاری، یافته های ماکروسکوپی از جمله دوام پوسته شدگی، مقاومت فشاری و مقاومت الکتریکی را تایید می نماید.کلید واژگان: پوسته شدگی, ریزساختار, دوده سیلیس, مواد هوازا, روسازی بتنیSalt scaling of concrete pavements is known as a serious problem in cold regions. In the present study the effect of water-binder (W/B) ratio, silica fume and air entraining on the salt scaling resistance, compressive strength and electrical resistance were investigated. Microstructure of the concretes was assessed by mercury intrusion porosimetry and scanning electron microscope. Water-binder ratios were 0.35, 0.40 and 0.45. Silica fume was used, by 8% weight of cement, in the predetermined mixtures. The results showed that the best salt scaling resistance was correspondent to the air entrained silica fume specimens. By reducing the water-binder ratio, the amount of surface scaling was decreased. The MIP results declared that silica fume refined the microstructure and also decreased the total porosity and critical pore radius compared with those for the reference specimens. Furthermore, the MIP results of the silica fume specimens declared that the pores smaller than 10 nano were increased, due to the effective pozzolanic reaction. The scanning electron microscope images showed that the concrete containing silica fume had a denser gel compared with those for the reference ones. Introducing silica fume into the specimens had remarkable effect on the later age electrical resistance of the concrete. It was concluded that the highest electrical resistance belonged to the durable specimens. The results of the present study clarify how the micro structure may influence the salt scaling resistance of concrete pavement, this achievement will surely reduce the cost of rehabilitation of concrete pavements in the cold regions.Keywords: Salt scaling: Microstructure, : Silica fume, : air-entrainment, : Concrete pavement
-
تولید سیمان به عنوان یک فرآیند صنعتی آلاینده محیط زیست و پرمصرف در زمینه انرژی شناخته می شود. یکی از راه های کاهش تولید و مصرف سیمان استفاده از مواد جایگزین سیمان در بتن می باشد. امروزه از پوزولان ها به عنوان مواد جایگزین سیمان استفاده می شود. با توجه به استفاده بسیار زیاد در صنعت از سیمان پرتلند، جایگزینی بخشی از آن توسط افزودنی های معدنی نظیر رس های کلسینه شده نه تنها سبب کاهش اثرات منفی تولید سیمان شده بلکه با افزایش دوام سازه های بتنی همراه خواهد بود. در این پژوهش به منظور مقایسه مشخصات مکانیکی و دوام بتن های ساخته شده با رس کلسینه و پودرسنگ آهک با طرح شاهد، 7 طرح مخلوط بتن شامل 3 طرح مخلوط با جایگزینی رس های کلسینه با مقادیر مختلف کایولینیت به جای سیمان (به صورت دوجزیی) و 3 طرح مخلوط با جایگزینی رس های کلسینه و پودرسنگ آهک به جای سیمان (به صورت 3 جزیی) و 1 طرح شاهد، به عنوان طرح های مورداستفاده انتخاب شده و جهت بررسی ویژگی های مکانیکی و دوامی آن ها آزمایشات تعیین مقاومت فشاری، مقاومت الکتریکی سطحی، جذب آب حجمی و مهاجرت تسریع شده یون های کلراید در سنین مختلف صورت پذیرفته است. براساس نتایج، استفاده از مواد جایگزین سیمان (به صورت دو جزیی و سه جزیی) موجب کاهش مقاومت فشاری شده است. اما نتایج آزمایشات دوامی شامل مقاومت الکتریکی سطحی، جذب آب حجمی و مهاجرت تسریع شده یون های کلراید حاکی از آن است که استفاده از رس کلسینه به صورت دوجزیی و سه جزیی باعث افزایش دوام نمونه های بتنی تحت شرایط حمله کلرایدی و نیز کاهش نفوذپذیری میشود.
کلید واژگان: رس کلسینه شده, پودرسنگ آهک, دوام بتن, مشخصات مکانیکی, نفوذ یون های کلرایدPortland cement production is known as an environmental pollutant and high energy consuming industry. One way to reduce cement production and consumption is to use supplementary cementious materials. Pozzolans are widely used as supplementary cementing materials (SCMs) nowadays. Due to the widespread use of Portland cement in the construction industry, partial replacement of PC with SCMs such as calcined clays can reduce the harmful environmental impacts of cement production and enhance the durability of concrete structures and increase service life.In this study, the mechanical properties and durability of OPC and concretes containing Calcined Clays (CCs) and Limestone powder (LS) have been compared.In this research, the effect of using calcined clays (CC) and limestone powder (LS) as SCMs on mechanical properties and durability of concrete was investigated. Six concrete mixtures have been prepared by replacing 30% of PC by 3 different CCs and LS as binary and ternary blended mixtures (LC3 mixtures). Mechanical properties, permeability and durability of concrete mixtures containing different CCs have been investigated by means of compressive strength, water absorption, electrical resistivity and rapid chloride migration test (RCMT). According to the results, although using binary and ternary blended mixtures have reduced the compressive strength compared with control mixture, but the permeability and durability of mixtures have been significantly improved.
Keywords: Calcined Clay, Limestone Powder, Durability of Concrete, Mechanical Properties, Chloride ions -
کاهش منابع نفتی، طول عمر پایین و نیاز به عملیات تعمیر و نگهداری بیشتر روسازی های آسفالتی، استفاده از روسازی بتنی را در ایران و جهان مورد توجه قرار داده است. پدیده جمع شدگی و ترک های ناشی از آن یکی از مشکلات جدی روسازی های بتنی است که کنترل کننده فاصله بین درزهای طولی و عرضی (ابعاد دال) است. الیاف از جمله موادی است که با هدف کنترل جمع شدگی و عرض ترک های ناشی از آن مورد استفاده قرار می گیرند. هدف از انجام این پژوهش، بررسی اثر استفاده از الیاف پلی پروپیلن بر مشخصات فیزیکی و مکانیکی روسازی های بتنی است. به همین منظور آزمایش های اسلامپ، مقاومت فشاری، خمشی، الکتریکی، اصطکاک سطحی، جمع شدگی های آزاد و مقید بر روی بتن شاهد و بتن الیافی حاوی الیاف به میزان 0/44 درصد حجمی بتن در دو نسبت آب به سیمان 0/35 و 0/4 انجام گردید. نتایج حاکی از آن است که استفاده از الیاف پلی پروپیلن موجب کاهش اسلامپ و کارایی بتن گردید. همچنین تاثیر این نوع الیاف در نسبت های مختلف آب به سیمان در مقاومت های فشاری، خمشی و الکتریکی متفاوت بود، با این حال الیاف پلی پروپیلن سبب افزایش تا حدود سه برابری انرژی جذب شده در آزمایش خمش سه نقطه ای شده است. به علاوه کاهش حدود 10 درصدی در میزان جمع شدگی مقید، کاهش 20 درصدی جمع شدگی آزاد بتن، کاهش سن ترک خوردگی و کاهش 35 درصدی عرض ترک نتیجه استفاده از الیاف پلی پروپیلن بوده است. قابل ذکر است که تاثیر الیاف بر خروجی های اصطکاک سطحی چندان واضح و مشخص نبود.
کلید واژگان: روسازی بتنی, جمع شدگی ناشی از خشک شدن, الیاف امباس, ترک های مویی, الیاف پلی پروپیلنConcrete pavements are widely used by pavement engineers due to their advantages over flexible pavements such as longer lifetime, good performance and durability, etc. However, concrete pavements represent some drawbacks such as shrinkage that increases the tensile stress in concrete, which may lead to cracking, warping, etc. Drying shrinkage is the most important type of shrinkage in concrete pavements. polypropylene fibers can be used to control or reduce width of cracking by bridging both sides of crack. In this study, the effect of Emboss fiber on the behavior of concrete pavement was investigated. Slump, compressive strength, third-point flexural strength, electrical resistance, skid resistance, free shrinkage and restrained shrinkage by ring test were performed. Two water-cement ratios of 0.35 & 0.4 were used for mix design and the percentage of polypropylene fiber used in mixtures was respectively 0.44% by concrete volume. The results showed that the use of Emboss Fiber reduced the workability of concrete. Also, these reinforcements had different effects on compressive and flexural strength and electrical resistance depend on homogeneity of Emboss fiber reinforced concrete. Furthermore, toughness indices and energy absorption of concrete were significantly increased by using Emboss fiber reinforced concrete. In addition, using fiber indicated a slight reduction in the amount of free and restrained shrinkage and occurrence of first-crack. polypropylene fibers had a key role in controlling crack width by bridging both sides of crack. Finally, no certain relationship was observed between using SRA and changing the skid resistance of concrete pavement.
Keywords: concrete pavement, Drying shrinkage, Shrinkage cracks, Emboss Fibers, polypropylene fibers -
حمله اسیدسولفوریک یکی از مکانیزم های خرابی سازه های بتنی شایع در تونل های انتقال آب بوده که نیاز به تعمیرات اساسی و پرهزینه برای مقابله با آن را دوچندان کرده است. یکی از راه های تعمیر این قبیل سازه ها اجرای لایه پوششی محافظ بر روی سطح بتن داخل تونل ها می باشد. بخش عمده ای از پوشش های محافظ را ملات های با پایه سیمانی تشکیل می دهند، اما در چند سال اخیر با توجه به اهمیت آثار زیست محیطی و همچنین در راستای کاهش مصرف انرژی ناشی از تولید سیمان، ملات های ژیوپلیمری نیز موردتوجه قرار گرفته اند. در این پژوهش به منظور مقایسه ملات های پایه سیمانی و ژیوپلیمری، 7 مخلوط شامل 5 طرح ملات پایه سیمانی با جایگزینی سرباره کوره آهن گدازی و پوزولان طبیعی و 2 طرح ملات ژیوپلیمری بر پایه سرباره کوره آهن گدازی حاوی دوده سیلیس، به عنوان طرح های مورداستفاده انتخاب شده و جهت بررسی ویژگی های مکانیکی آن ها آزمایشات تعیین مقاومت فشاری و مقاومت چسبندگی کششی در سنین مختلف صورت پذیرفته است. همچنین جهت ارزیابی دوام آن ها نیز آزمایشات جذب آب مویینگی و تغییرطول، افت مقاومت فشاری و افت وزن پس از قرارگیری در محلول اسیدسولفوریک با pH برابر با 1 انجام شده است. بر اساس نتایج به دست آمده، استفاده از مواد جایگزین سیمان (سرباره و پوزولان طبیعی) سبب کاهش 25 درصدی مقاومت فشاری، افزایش 50 درصدی مقاومت چسبندگی و کاهش تغییر طول و افت وزن و مقاومت فشاری نمونه های قرار گرفته در معرض اسید سولفوریک شده است. همچنین استفاده از ملات های ژیوپلیمری در سنین اولیه عملکرد مناسب تری در محیط های اسیدی نسبت به ملات های پایه سیمانی داشته است.
کلید واژگان: دوام, تهاجم اسیدسولفوریک, ملات پوششی پایه سیمانی, ملات ژئوپلیمری, مواد جایگزین سیمانSuccessive deterioration in concrete structures which is caused by the acid attack has increased the need for substantial and costly repairs to deal with the destruction of concrete structures. Common devastation of water transfer tunnels is due to sulfuric acid attack. One of the ways of maintenance of such structures is to perform the protective coating of the cementitious and geopolymer coating mortars, in which the different features of this coating layer should be studied.In this study, the mechanical properties and durability of geopolymer and cementitious coating mortars containing granulated blast furnace slag and natural pozzolan have been compared. Five cementitious mortar mixtures were prepared with water to binder ratio of 0.32, binder content of 450 Kg/m3, and replacement of Portland cement (PC) with 20 and 40% slag and natural pozzolan. 2 geopolymer mortar mixtures with KOH and NaOH as activator were designed. To evaluate their mechanical properties Compressive strength and tensile adhesion strength were carried out. Also, in order to investigate their durability features against sulfuric acid attack, mortar specimens length Change, compressive strength loss, and weight loss were investigated. According to the results, the use of cement substitute materials (furnace slag and natural pozzolan) reduced the compressive strength by 25%, increased the adhesion strength by 50%, and reduced the length change, weight loss and compressive strength loss of the samples exposed to sulfuric acid. Also, the use of geopolymer mortars had the better performance in aggressive acidic environments compared to cement-based mortars.
Keywords: Durability, Sulfuric Acid Attack, Furnace slag, Natural Pozzolan, Geopolymer mortar -
کاهش منابع نفتی و طول عمر نه چندان بالای روسازی های آسفالتی، استفاده از روسازی بتنی را در جهان، مورد توجه قرار داده است. یکی از مشکلات اصلی روسازی های بتنی، پدیده جمع شدگی (مخصوصا ناشی از خشک شدن) است که در اثر از دست رفتن آب موجود در ساختار بتن ایجاد و سبب ایجاد تنش کششی در سطح المان های آن می گردد که اگر تنش ایجاد شده از مقاومت کششی بتن بیشتر باشد، ترک هایی در سطح بتن پدیدار می شود. افزودنی کاهنده جمع شدگی از جمله موادی است که به واسطه کاهش کشش سطحی و فشار جداکننده، سبب کاهش تنش کششی ایجاد شده در بتن می شود. هدف از انجام این پژوهش، بررسی اثر افزودنی کاهنده جمع شدگی بر مشخصات فیزیکی و مکانیکی بتن مورد استفاده در روسازی های بتنی می باشد. آزمایش های اسلامپ، مقاومت فشاری، خمشی، الکتریکی، اصطکاک سطحی، جمع شدگی های آزاد و مقید بر روی بتن شاهد و بتن حاوی ماده کاهنده جمع شدگی (2 درصد وزن سیمان) در دو نسبت آب به سیمان 35/0 و 4/0 انجام شد. نتایج نشان دهنده آن است که استفاده از ماده کاهنده جمع شدگی تاثیر چندانی بر کارایی بتن نگذاشته است. کاربرد این ماده در بتن سبب کاهش حدود 10 درصدی مقاومت فشاری، خمشی و الکتریکی می شود. به علاوه این ماده میزان جمع شدگی آزاد، مقید و عرض ترک های ایجاد شده را به ترتیب حدود 10، 20 و 40 درصد کاهش می دهد و سن ترک خوردگی را حدود 7 روز به تاخیر می اندازد. با این حال تاثیر این افزودنی بر روی اصطکاک سطحی واضح و مشخص نمی باشد.
کلید واژگان: روسازی بتنی, جمع شدگی ناشی از خشک شدن, تنش های کششی, ترک در بتن, افزودنی کاهنده جمع شدگیConcrete pavements are widely used by pavement engineers due to their advantages over flexible pavements such as longer lifetime, good performance and durability, etc. However, concrete pavements represent some drawbacks such as shrinkage that increases the tensile stress in concrete, which may lead to cracking, warping, etc. Drying shrinkage is the most important type of shrinkage in concrete pavements. To prevent or reduce the amount of cracking, shrinkage reducing admixture (SRA) can be used. This admixture controls shrinkage by reducing water surface tensile in capillary tubes. In this study, the effect of shrinkage reducing admixture on the behavior of concrete used in concrete pavement was investigated. Slump, compressive strength, third-point flexural strength, electrical resistance, skid resistance, free shrinkage and restrained shrinkage by ring test were performed. Two water-cement ratios of 0.35 & 0.4 were used for mix design and the percentage of shrinkage reducing admixture used in mixtures was 2% by weight of cement. The results showed that the use of SRA had negligible effect on workability. Also, the use of SRA caused about 10% reduction in compressive and flexural strength and electrical resistance. Furthermore, a reduction of 10% and 20% was observed in free and restrained shrinkages, respectively, followed by a 40% reduction in crack width and more than one week delay in occurrence of first crack. Finally, no certain relationship was observed between using SRA and changing the skid resistance of concrete pavement.
Keywords: concrete pavement, Drying shrinkage, tensile stress, Shrinkage cracks, Shrinkage reducing admixture -
تفاوت اساسی بتن غلتکی و بتن معمولی دانه بندی متراکم بتن غلتکی می باشد که باعث می گردد که حجم خمیر سیمان در این بتن نسبت به بتن معمولی کمتر باشد. افزودن الیاف میکرو و ماکرو به رویه های بتنی نشان داده است که ظرفیت خمشی، مقاومت خستگی و توزیع ترک خوردگی را بهبود می دهند و به انتقال بار از میان ریز ترک های داخلی بتن کمک شایانی می نماید. در این مطالعه آزمایشگاهی، مزایای استفاده از الیاف میکرو و ماکرو پلیمری در بتن های غلتکی برای روسازی های بتن غلتکی با تعیین مشخصات مکانیکی و دوام مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور 3 طرح مخلوط بتن غلتکی با استفاده از الیاف های ماکرو (پلی الفین) و میکرو (پلی پروپیلن) در مقدار مصرف یک و دو کیلوگرم در مترمکعب ساخته و آزمایش های مکانیکی مقاومت فشاری و مقاومت خمشی (مدول گسیختگی و طاقت) و دوام پوسته شدن سطح در حضور نمک های یخ زدا و نفوذپذیری تحت فشار آب انجام گردید. نتایج آزمایش خمش نشان دهنده ی این موضوع است که در مخلوط های بتن الیافی ماکرو (پلی الفین) و مخلوط بتن الیافی میکرو (پلی پروپیلن)، الیاف ماکرو (پلی الفین) نقش موثرتری را در افزایش مدول گسیختگی نسبت به الیاف میکرو (پلیپروپیلنی) ایفا نموده است. همچنین نتایج نشان داد که استفاده از الیاف (پلی الفین و پلی پروپیلن) می تواند نفوذپذیری را تا حدود 20 درصد کاهش دهد. به علاوه، مشخص شد که با استفاده از الیاف میکرو (پلی پروپیلن) می توان مقاومت سطح در برابر پوسته شدن در حضور نمک های یخ زدا را به میزان قابل توجهی بهبود بخشید اما برخلاف الیاف میکرو (پلیپروپیلنی)، الیاف ماکرو (پلی الفین) باعث کاهش مقاومت پوسته شدگی شده است.
کلید واژگان: بتن غلتکی, الیاف پلیمری, مشخصات مکانیکی, طاقت, دوام بتنA laboratory study was performed to determine the benefits of micro and macro fibers in roller-compacted concrete (RCC) for concrete pavements by measuring the RCCs mechanical and durability properties. To this aim three polymer fiber reinforced RCC mixtures with use of micro and macro polyolefin-based and polypropylene-based fibers in two volumetric content (1 and 2 kg/m3) were prepared and their mechanical properties including the compressive strength and flexural strengths (measured as modulus of rupture and toughness as energy dissipation and durability properties including salt scaling under freeze and thaw cycles and water permeability were evaluated. The results showed that, the macro fibers (as polyolefin-based fibers) could be efficiently enhanced the toughness in comparison with the micro fibers (polypropylene-based fibers). Moreover, the water permeability under pressure of both micro (polypropylene-based fibers) and macro fibers as (polyolefin-based fibers) reinforced concrete decreased up to 20% in comparison with the reference concrete. Furthermore, it was found that the application of micro fibers in comparison with macro fibers significantly improved the salt-scaling resistance of roller compacter concrete.
Keywords: roller compacted concrete, polymer fibers, Mechanical Properties, Durability of Concrete, Toughness -
محیط های اسیدی خرابی سریعی را در سازه های بتنی ایجاد می کنند. یون های کلراید نیز موجب خوردگی آرماتور می شوند. هدف این تحقیق، ارائه ی ملاتی مقاوم در برابر هر یک از عوامل اسیدی و کلرایدی می باشد. بدین منظور از سه نوع سیمان به همراه ترکیباتی از پوزولان های میکروسیلیس و پومیس/تراس استفاده شد تا 10 طرح اختلاط ساخته شود. آزمایش های صورت گرفته شامل آزمایشات کلی (مقاومت فشاری، جذب آب مویینه و جذب آب حجمی)، آزمایشات تعیین عملکرد در محیط کلرایدی (مقاومت الکتریکی سطحی و مهاجرت تسریع یافته ی یون های کلرایدی) و آزمایشات کنترل عملکرد در محیط اسیدی (کاهش مقاومت فشاری و کاهش وزن) می باشد. نتایج بدست آمده تا سن 240 روزه حاکی از آن است که ترکیب 5% میکروسیلیس و 8% تراس در سیمان سرباره ای می تواند طرح اختلاط مناسبی برای ملات در برابر محیط های مهاجم اسیدی و کلرایدی باشد. افزایش مقاومت الکتریکی و کاهش ضریب مهاجرت یون های کلرایدی به ترتیب تا 4 و 5 برابر نمونه شاهد، گواهی بر این ادعاست. هم چنین استفاده از 10% پومیس بجای پوزولان تراس در طرح مذکور نیز عملکرد قابل قبولی ارائه می کند.
کلید واژگان: دوام ملات, محیط اسیدی, یون های کلراید, پوزولانAcidic environments lead to rapid destruction in the reinforcement concrete structures. Chloride ions also lead to rebar corrosion. The aim of this study is to represent an appropriate mortar which resists against each of the acidic and chloride attack. For this purpose, three types of cement with combination of pozzolans (micro silica and pumice/trass) were used as 10 mix designs. Experiments consisted of compressive strength, capillary absorption and water permeability as general tests, and tests which control the performance of specimens against acid attack (compressive strength reduction, weight loss) and chloride attack (surface electrical resistivity, rapid chloride migration test). Results showed that until the age of 240 days, combination of 5% micro silica and 8% trass in slag cement would be an appropriate mix design for mortar against both chloride and acid attack. Usage of 10% pumice as a substitution of trass in the mentioned mix design performed well too.
Keywords: Durability of mortar, acid attack, chloride ions, pozzolan -
دوام مصالح پایه سیمانی به سبب موارد استفاده فراوان آن در صنعت ساختمان، همواره به عنوان یکی از اصلی ترین اجزای توسعه پایدار زیرساخت ها و ساختمان های شهری شناخته شده است. یکی از راه های بهبود دوام بتن، به خصوص در محیط های خورنده، استفاده از پوزولان های طبیعی می باشد. از طرفی امروزه با افزایش تولید گاز کربن دی اکسید در شهرها، بررسی آثار پدیده کربناسیون بر خواص دوامی بتن، ارزش روزافزونی یافته است. در این مقاله به بررسی تاثیر پدیده کربناسیون بر خواص دوامی ملات های حاوی پوزولان های طبیعی پرداخته شده است. در ساخت نمونه ها از دو پوزولان طبیعی پومیس خاش و تراس جاجرود به عنوان مواد جایگزین سیمان به میزان 20 درصد وزن سیمان و همچنین از سه نسبت آب به مواد سیمانی 485/0، 44/0 و 4/0 استفاده شده است. در این تحقیق، آزمایش مقاومت فشاری به عنوان شاخص خواص مکانیکی و همچنین نشانگر درجه پیشرفت هیدراسیون در نمونه ها به کار رفته است و به منظور مطالعه خواص دوامی ملات ها، عمق کربناسیون، جذب آب موئینه و مقاومت الکتریکی نمونه ها اندازه گیری شده است. باتوجه به نتایج، استفاده از پوزولان های طبیعی سبب کاهش مقاومت فشاری نمونه ها و افزایش عمق کربناسیون در آن ها می شود درحالی که افزایش مقاومت الکتریکی نمونه ها را در پی دارد. نتایج حاصله از آزمایش جذب آب موئینه حاکی آن است که پدیده کربناسیون باعث کاهش ضریب جذب موئینگی شماری از نمونه ها شده اما در برخی دیگر این ضریب را افزایش می دهد. در نهایت می توان اذعان داشت که نمونه های حاوی تراس در سنین اولیه عملکرد بهتری نسبت به پومیس از خود نشان داده اند در صورتی که با افزایش سن نمونه ها، عملکرد پومیس بهبود یافته است و انتظار می رود که با گذر زمان، عملکرد بهتری نسبت به تراس از خود نشان دهد.کلید واژگان: پوزولان طبیعی, دوام, کربناسیون, نفوذپذیری, ملاتDurability of cement based material due to its uses in the building industry, always has been recognized as one of the main components of sustainable development of infrastructure and urban buildings. One way to improve the durability of concrete, especially in corrosive environments is to use natural pozzolans. On the other hand, with increasing carbon dioxide gas production in cities, the effects of carbonation phenomenon on the durability properties of concrete have increased. In this research, the effect of carbonation phenomenon on the durability properties of mortars containing natural pozzolans is investigated. In sample making two natural pozzolans including Khash pumice and Jajroud trass as substitute for cement by 20% and three water/cement ratios of 0.485, 0.44 and 0.4 were used. In this study, compressive strength test was used as an indicator of mechanical properties as well as an indicator of hydration degree in specimens. In order to study of durability properties of mortars carbonation depth, water absorb capillary and electrical resistance of specimens were measured. According to results, use of natural pozzolans reduces the compressive strength of specimens and increase depth of carbonation in them. Also, electrical resistance increases in samples. The results of capillary absorb water test show that carbonation phenomenon decreases capillary absorption coefficient in some samples. Finally, it can be concluded that the trass samples showed better performance than the pumice at an early age, while the pumice improved with increasing age. It is expected that the pumice performance was better than the pumice with give over timeKeywords: Natural pozzolans, Durability, carbonation, Permeability, Mortar
-
هدف از تحقیق حاضرتعیین مدلی است که بتواند در پیش بینی فرآیند خوردگی منجر به خرابی بتن به کار رود. این مدل به طورخاص بر روی مدل نفوذ هم زمان یون کلراید و پدیده کربناسیون بتن تحت شرایط محیطی مشخص متمرکز می شود. در این مقاله اثر نفوذ هم زمان یون کلراید و پدیده کربناتاسیون از طریق آزمایش بر روی نمونه های آزمایشگاهی در دو حالت بررسی می شود: 1- نمونه ابتدا تحت اثر گاز د یاکسید کربن و سپس تحت نفوذ یون کلرید قرار می گیرد. 2- نمونه تحت اثر نفوذ کلراید به تنهایی قرار می گیرد. نمونه های مورد آزمایش شامل 9 طرح اختلاط با سه نسبت آب به مواد سیمانی 35 / 0، 4/ 0 و 5/ 0 و سه درصد دوده سیلیس 0%، 7% و %10 می باشند. آزمایش های انجام شده در تحقیق شامل آزمایش های نفوذ یون کلراید تسریع یافته (RCPT) ، جذب موئینه، نفوذ آب تحت فشار و مقاومت فشاری بتن می باشد. آزمایش های بلند مدت نیز شامل نفوذ یون کلرید و تعیین پروفیل یون کلرید و تعیین ضریب نفوذ یون کلرید در نمونه های شاهد و کربناته می باشد. نتایج آزمایش ها حاکی از تاثیر مستقیم کربناسیون بر کاهش میزان شار عبوری در آزمایش نفوذ یون کلراید تسریع یافته و هم چنین کاهش ضریب جذب موئینه در آزمایش جذب موئینه آب می باشد. هم چنین نتایج نشان می دهند که با افزایش نسبت آب به مواد سیمانی اثر کربناسیون بر کاهش شار عبوری و هم چنین ضریب جذب موئینه آب افزایش می یابد ولی با افزایش درصد دوده سیلیس این اثر کاهش میابد. در نهایت بر اساس نتایج آزمایش های بلند مدت با استفاده از مدل های برازش خطی میزان تغییرات ضریب نفوذ یون کلرید در اثر کربناسیون بتن و تعیین غلظت یون کلرید در بتن های کربناته ارائه شده است.
کلید واژگان: کربناسیون, تخلخل, دوده سیلیسThe deterioration of concrete structures is a non-linear and complex phenomenon which is caused by different phenomena. Carbonation is known as one of the major reasons of concrete deterioration. Carbonation has two different effects on concrete structures. Carbonation may have a positive effect against corrosive materials because of its effect in reducing the concrete porosity by changing calcium hydroxide to calcium carbonate. On the other hand, carbonation may have a major role in improving corrosion by reducing the pH of concrete and omitting of passive layer. Although literatures on carbonation have been vast, there are so few studies in carbonation of concrete containing silica fume. In this research the effect of carbonation in reducing of the porosity of concretes containing silica fume was studied. For this reason, concrete specimens with different water to binder ratios (w/c = 0, 0.35 and 0.5) and silica fume percentage (S.F = 0%, 5% and 10%) were made and carbonated in different ages (28 and 90 days). The porosity of carbonated concretes compared with control specimens by different experiments. Finally, a mathematical model for concrete porosity reduction under carbonation phenomena was developed based on experimental results.
Keywords: CARBONATION, CHLORIDE DIFFUSION COEFFICIENT, Concrete, POROSITY, Silica fume -
بتن غلتکی نوع خاصی از طرح مخلوط بتن است که دارای مواد اولیه مشابه با بتن معمولی ولی با نسبت های متفاوت تر و همچننین بدون اسلامپ ساخته می شود. کاربرد بتن غلتکی با توجه به سهولت اجرای آن و مزایای فنی و اقتصادی به عنوان یکی از گزینه های مطرح در روسازی های جاده ها مطرح می باشد. به همین دلیل ارتقاء مشخصات مکانیکی و دوام آن اهمیت بسزایی دارد. استفاده از الیاف می تواند خواص بتن را ارتقاء دهد لیکن در زمینه بتن غلتکی دانش کمی موجود است. در این مقاله تاثیر استفاده از الیاف سنتز شده پلیمری رفتار فیزیکی و مکانیکی بتن غلتکی مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور 3 طرح مخلوط بتن غلتکی با استفاده از الیاف های پلیمری طول کوتاه (میکرو) و طول بلند (ماکرو) ساخته شد. آزمایش های مکانیکی شامل مقاومت فشاری و مقاومت خمشی، مشخصات فیزیکی و همچنین سایش انجام گردید. نتایج آزمون ها نشان داد که استفاده از الیاف باعث بهبود خواص مکانیکی و فیزیکی و مقاومت سایشی روسازی بتن غلتکی میگردد.کلید واژگان: بتن غلتکی, الیاف پلیمری, روسازی, خواص مکانیکی, مقاومت سایشیRoller-compacted concrete (RCC) is a special blend of concrete that has essentially the same ingredients as conventional concrete but in different ratios, and without slump. It was shown that the application of fibers would enhance some properties of concrete, however in roller compacted concrete; there was a lack of knowledge. The application of RCC gained a great attention for physical, mechanical, durability and economical benefits. In this paper, the effects of synthetic polymeric fibers on the physical and mechanical of fiber roller compacted concrete pavement were experimentally investigated. To this means, three mixtures by using of micro and macro polymeric fibers made. The mechanical strength tests including compressive and flexural strength and also abrasion strength tests were carried out. The results showed that the application of synthetic polymeric fibers improves the mechanical (including the compressive strength, flexural strength) and physical properties (abrasion strength) of fiber reinforced roller compacted concrete (FRCC).Keywords: Fiber reinforced roller compacted concrete, mechanical properties, abrasion resistance
-
ژئوپلیمرها، پلیمرهای آلومینو سیلیکاتی هستند که از فعالسازی قلیایی مواد اولیه حاوی سیلیسیوم و آلومینیوم به دست می آیند. هدف اصلی این مطالعه، بکارگیری روباره کوره آهنگدازی دانه ای بعنوان ماده پایه برای ساخت خمیرهای ژئوپلیمری و بررسی و مقایسه خواص خمیرهای سیمان ژئوپلیمری ساخته شده با خمیر سیمان پرتلندی می باشد. خواص مکانیکی و دوامی ژئوپلیمرها با مواد پایه مختلف هنوز کاملا شناخته نشده است. در این میان مطالعه عوامل موثر بر خواص این مصالح به منظور دستیابی به بالاترین مقادیر خواص مکانیکی و کمترین هزینه ضروری می باشد. در این راستا اثر نوع و غلظت محلول قلیایی و نوع و مقدار سیلیکات سدیم روی کارآیی خمیر تازه و خواص مکانیکی خمیرهای سیمان ژئوپلیمری حاوی روباره کوره آهنگدازی بررسی شده و مناسب ترین ترکیب فعالساز برای ساخت خمیرهای سیمان ژئوپلیمری تعیین شده است. نتایج نشان می دهد که افزودن سیلیکات سدیم به مخلوط خمیر سیمان ژئوپلیمری با پایه روباره باعث افزایش پخش شدگی خمیر تازه و همچنین افزایش مقاومت فشاری می گردد. علاوه بر این در خمیرهای سیمان ژئوپلیمری با پایه روباره، مقدار بهینه مدول سیلیکات سدیم برای رسیدن به حداکثر مقاومت فشاری برابر با 33/2بوده و نسبت بهینه سیلیکات سدیم به محلول قلیایی برابر با 4/0می باشد. همچنین مقاومت فشاری 91روزه طرح بهینه خمیر سیمان ژئوپلیمری با پایه روباره بالغ بر 74% بیش از مقاومت فشاری 91روزه خمیر سیمان پرتلندی بوده است.کلید واژگان: ژئوپلیمر, روباره, فعالساز, مقاومت فشاری, پخش شدگیGeopolymers are alumino-silicate polymer that formed by alkali activation of Si and Al rich materials. This paper describes the effects of different alkaline solution types and concentrations, modulus of sodium silicate and sodium silicate to alkaline solution ratio on the flowability and mechanical properties of alkali activated slag and the optimum activator has been determined for the slag- based geopolymers production.Results reveal that adding the sodium silicate largely enhances the workability and compressive strength of slag-based geopolymer paste.The optimum modulus of sodium silicate and sodium silicate to alkaline solution ratio to reach the maximum strength are 2.33 and 0.4 respectively. At 91 days of curing, the compressive strength of the optimum mixture of slag- based gepolymer is about 74 % more than the compressive strength of ordinary Portland cement paste.Keywords: Geopolymer, Alkali Activated Slag, Activator, Compressive Strength, Flowability
-
از آنجایی که درجریان فرآیند تولید سیمان مقدار زیادی گاز دی اکسید کربن آزاد میشود،پیداکردن جایگزین مناسب برای سیمان در ساخت بتن موضوعی پراهمیت است. استفاده از بتنهای ژئوپلیمری از راهکارهای نوین مطرح شده بعنوان جایگزینی برای بتنهای معمولی با سیمان پرتلند میباشد. درواقع در ساختار این دسته از بتنها سیمان به عنوان ترکیب اصلی محسوب نمیشود و آنچه ترکیب آنها را تشکیل میدهد،دو بخش اصلی ماده پایه و ماده فعالساز است. در این تحقیق سرباره کوره آهنگدازی به عنوان ماده پایه و دو محلول پتاسیم هیدروکسید با غلظت 6 مولار و سدیم سیلیکات با مدول سیلیکاتی 2. 33 به عنوان مواد فعالساز مورد استفاده قرارگرفته اند. 5 طرح اختلاط بتن ژئوپلیمری با هدف شناخت تاثیر مقدار ماده پایه و همچنین اثر آب به مواد سیمانی انتخاب شده اند. یک طرح اختلاط بتن معمولی نیز برای مقایسه این دونوع بتن درنظرگرفته شده است.
خواص بتن تازه با استفاده از آزمایش افت اسلامپ و خواص مکانیکی ازطریق اندازه گیری مقاومت فشاری در سنین 7 تا 180 روز ارزیابی گردیده است. نفوذپذیری بتنها با آزمایش جذب موئینه آب در سنین 7 تا90 روزه اندازه گیری شده است. آزمایشهای مقاومت الکتریکی،مهاجرت تسریع شده یونهای کلراید و تعیین ضریب انتشار با استفاده از پروفیل نفوذ یونهای کلراید برای بررسی دوام در برابر نفوذ یونهای کلراید به کارگرفته شده اند. براساس نتایج عملکرد بتنهای ژئوپلیمری در برابر تغییرات ماده پایه و نسبت آب به مواد سیمانی نسبتا مشابه بتنهای معمولی میباشد. ازسوی دیگر از مقایسه این دو نوع بتن مشاهده می شود که بتنهای ژئوپلیمری مقاومت و دوام نسبتا بهتری نسبت به بتنهای معمولی دارند.کلید واژگان: بتن های ژئوپلیمری, سرباره کوره آهنگدازی, مقاومت فشاری, دوام, نفوذ یون های کلرایدDue to the high amount of CO2 emission through the production of cement and great energy consumption in the cement industry, one of the most important issues in concrete technology is to find out an appropriate replacement for Portland cement. Alkali activated materials are the new approach for solving this problem. In fact, alkali activated concrete consists of an inorganic structure containing two parts: Source material and alkaline activator liquid. In this study, the effect of the amount of source material and water to binder ratio on chloride ions ingress was evaluated. For this purpose, 5 mix designs were used to make alkali activated slag concretes and for activating slag, 6 molar potassium hydroxide and sodium silicate solutions were employed as alkaline activator liquid. Additionally, one mix design was dedicated to ordinary Portland cement concrete for the sake of comparison.
The properties of AAS concretes were examined by means of slump loss, measurement of compressive strength at the ages of 1 to 180 days and capillary water absorption test at 7, 28 and 90 days. Furthermore, chloride ions penetration was measured through electrical resistivity test, rapid chloride migration test (RCMT) and resistance against chloride ions diffusion test according to NT Build 443. The results indicated that the performance of water to binder ratio and also the amounts of source material were comparable to that of ordinary Portland cement concretes. Additionally, alkali activated slag concretes had higher compressive strength and also superior durability against chloride ions penetration compared to OPC concretesKeywords: Alkali activated concrete, Blast furnace slag, Compressive Strength, Durability, Chloride ions penetration -
بدر این مقاله به منظور ارزیابی دوام ورق های کامپوزیتی در محیط دریایی در مدت زمان کوتاه تر، محیط شبیه ساز دریایی مشابه با ناحیه ی جزر و مدی حاشیه ی خلیج فارس طراحی و ساخته شد. علاوه بر پدیده ی جزر و مد، تابش سیکلی اشعه ی یووی، رطوبت و دمای بالا از دیگر ویژگی های محیط شبیه سازی شده است. با قرار دادن نمونه های مختلف داخل محیط، تغییرات خواص مکانیکی ورق های کامپوزیتی کربن/اپوکسی و شیشه/اپوکسی، مقاومت چسبندگی ورق ها به بتن و اثر دورپیچ کردن نمونه های بتنی بررسی شده است. مقاومت نهایی و مدول الاستیک ورق های کربن/اپوکسی %2و %18 کاهش داشته و این مقادیر برای ورق های شیشه/اپوکسی %28/8 و %17 بوده است. کاهش مقاومت چسبندگی ورق های کربن/اپوکسی و شیشه/اپوکسی به سطح بتن به ترتیب %13/9و 15/9 مشاهده شده است. همچنین محیط دریایی موجب کاهش مقاومت نهایی نمونه های دورپیچ شده با یک لایه کربن/اپوکسی، یک و دو لایه شیشه/اپوکسی به ترتیب برابر %41 ،%11/6و %34 شده است. مقدار کاهش مدول ناحیه ی پلاستیک نیز برابر %18 ،%17و %12 به ترتیب در نمونه های فوق بوده است .کلید واژگان: دوام, ورق کربن, اپوکسی, ورق شیشه, اپوکسی, محیط دریایی خلیج فارس, دورپیچیIn this paper in order to the evaluation of Fiber Reinforced Polymer (FRP) sheets durability in less time, marine simulator was designed and built similar to the tidal zone of Persian gulf. In addition of tidal modeling, cyclic radiation of UV, high emperature and humidity were other parameters that were controlled in this environment. The changes in the mechanical properties of Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP) and Glass Fiber Reinforced Polymer (GFRP) sheets, bonding strength of sheets to concrete and the effect of wrapping were investigated by putting the specimens in the marine environment. Ultimate strength and elastic modulus of CFRP sheets decreased by 2% and 18%, respectively. These values were 28.8% and 17% for GFRP sheets, respectively. Bonding strength reduction of FRP sheets to concrete was 13.9% and 15.9%, respectively for CFRP and GFRP sheets. Also ultimate strength of confned specimens was decreased by 11.6%, 41% and 34%, respectively by wrapping with one layer of CFRP, one and two layers of GFRP after exposure. The reduction value of modulus of plastic region was 17%, 18% and 12% for these specimens respectively.Keywords: Durability, CFRP Sheet, GFRP Sheet, marine Environment of Persian Gulf, Wrapping
-
بتن به عنوان پرمصرف ترین مصالح ساختمانی، ماهیتی قلیایی و آسیب پذیر در برابر حمله مواد شیمیایی اسیدی دارد. از این رو بررسی عوامل تاثیر گذار بر حمله انواع اسیدها به بتن های با شرایط ساختاری متفاوت، از اهمیت بسزایی برخوردار است. لذا در این تحقیق بتن هایی با دو نسبت آب به مواد سیمانی برابر با 0/32 (تحت عنوان بتن های توانمند) و 0/4 (تحت عنوان بتن های معمولی) توسط سیمان پرتلند و با جایگزینی سرباره کوره آهن گدازی و پوزولان طبیعی تهیه شده و عملکرد این بتن ها در محیط حاوی سولفوریک اسید با pH برابر با 1 مقایسه شده است. در این راستا آزمایش های مقاومت فشاری،اندازه گیری سرعت امواج التراسونیک، مقاومت الکتریکی سطحی و جذب آب موئینه جهت ارزیابی کیفیت بتن از لحاظ مشخصات مکانیکی و نفوذپذیری و آزمایش های کاهش وزن، افت مقاومت فشاری، تغییر طول نمونه های ملات و تغییر سرعت امواج اولتراسونیک به منظور بررسی عملکرد نمونه های بتنی در برابر حمله سولفوریک اسید در نظر گرفته شده اند. نتایج کلی حاکی از بهبود عملکرد بتن های حاوی مواد جایگزین سیمان با افزایش مقدار جایگزینی این مواد به جای سیمان می باشد. همچنین، بتن های توانمند علی رغم نفوذپذیری کمتر، در برابر حمله سولفوریک اسید آسیب پذیرتر از بتن های معمولی هستند. ضمنا روش اندازه گیری تغییرات سرعت امواج التراسونیک جهت ارزیابی خرابی ناشی از حمله سولفوریک اسید نیز همراه با خطای زیاد بوده و استفاده از این آزمایش برای بررسی شدت خوردگی نمونه های بتنی توصیه نمی شود.کلید واژگان: بتن توانمند, حمله سولفوریک اسید, دوام بتن, نفوذپذیری بتن, مواد جایگزین سیمانConcrete, as a main construction material has an alkali nature which makes it vulnerable to attack by acidic solutions. Therefore, investigations on performance of various types of concretes against different kinds of acid attacks are essential to achieve durable concretes in severe environments. Considering the significant effect of durability in sustainability of concrete structures, high performance concrete (HPC) which is characterized by its high compressive strength, low permeability and fine durability in many severe environments, is increasingly utilized in civil and infrastructural constructions. This paper presents an experimental study on durability of HPC and conventional concrete (CC) containing ordinary Portland cement (PC), ground granulated blast furnace slag (GGBFS) and natural pozzolan (NP) under sulfuric acid attack. Compressive strength, ultra-sonic pulse velocity determination, capillary water absorption test and evaluation of electrical resistivity were utilized to investigate mechanical properties and permeability of hardened concrete. The durability properties were studied through measurement of weight and compressive strength loss, ultra-sonic pulse velocity variations and length change of mortar prisms exposed to sulfuric acid. The results indicated that concretes containing less cementitious materials and mineral admixtures were more durable in acidic solutions, and incorporating higher volume of GGBFS and NP could improve performance of concrete against sulfuric acid attack.Keywords: High Performance Concrete (HPC), Sulfuric Acid Attack, Concrete durability, Concrete Permeability, Supplementary Cementing Materials
-
در این مقاله روشی جدید برای سنجش مقاومت بتن در مقابل نفوذ یون های کلرید ارائه شده است که شامل اشباع سازی نمونه ها توسط محلول NaCl 5 مول، قبل از اندازه گیری رسانایی آنها می باشد. با اشباع کردن نمونه ها توسط محلول با رسانایی بالا، رسانایی های نمونه های مختلف بتنی متناسب با ساختار منافذ آنها می شود. برای بررسی عملکرد این روش، طرح های اختلاط مختلف بتن ساخته شد. مشاهده گردید که نتایج روش ارائه شده حساسیت کمتری نسبت به رسانایی مایع منفذی درمقایسه با روش های آزمایش نفوذ تسریع یافته یون های کلرید (RCPT) و رسانایی حجمی (BC) دارد. همچنین ارتباط خوبی بین نتایج این روش با نتایج آزمایش انتشار حجمی (BD) به دست آمد.کلید واژگان: بتن, نفوذپذیری کلریدی, رسانایی الکتریکی, مایع منفذیStandard test method for bulk electrical conductivity (ASTM C1760) provides a rapid indication of the concretes resistance to the penetration of chloride ions by diffusion. In this paper a new approach for assessing the bulk electrical conductivity of saturated specimens of hardened concrete is presented. The test involves saturating concrete specimens with a 5 M NaCl solution before measuring the conductivity of the samples. By saturating specimens with a highly conductive solution, they showed virtually the same pore solution conductivity. Different concrete samples yield different conductivity primarily due to differences in their pore structure. The feasibility of the method has been demonstrated by testing different concrete mixtures consisting ordinary and blended cement of silica fume (SF) and calcined perlite powder (CPP). Two standard test methods of RCPT (ASTM C1202) and Bulk Conductivity (ASTM C1760) were also applied to all of the samples. The results show that for concretes containing SF and CPP, the proposed method is less sensitive towards the variations in the pore solution conductivity in comparison with RCPT and Bulk Conductivity tests. It seems that this method is suitable for the assessment of the performance and durability of different concretes containing supplementary cementitious materials.Keywords: Concrete, Chloride Permeability, Conductivity, Pore Solution
-
آب های زیرزمینی و آب دریا، معمولا حاوی نمک کلرایدی و سولفاتی به صورت توامان می باشند که به ترتیب با ایجاد خوردگی آرماتور و انبساط، موجب ترک خوردگی بتن مسلح می گردند. به جهت بررسی اثر یون های سولفاتی بر نفوذ یون های کلرایدی در ملات، تعیین عمق نفوذ به روش چشمی، پروفیل نفوذ و مهاجرت تسریع یافته، از آزمایشات بکار رفته می باشند. طبق نتایج تا سن 208 روزه، نفوذ یون های کلرایدی در نمونه های شاهد و دوده سیلیسی، با افزایش میزان سولفات، به ترتیب کاهش و مختصری افزایش می یابد. در نمونه های حاوی تراس، غلظت کمتر نمک سولفاتی، این نفوذ را کاهش و غلظت بیشتر آن، منجر به افزایش آن می شود. با توجه به نتایج متفاوت مهاجرت تسریع یافته در محلول ترکیبی، با این آزمایش نمی توان رفتار نمونه ها را در محلول مذکور پیش بینی نمود. آزمایشات چشمی و پروفیل نفوذ، روند مشابهی از تغییرات را در باب مقایسه ارائه می دهند. اما استناد به نتایج مطلق عمق نفوذ در روش چشمی با خطا همراه است.کلید واژگان: سولفات, نفوذ کلراید, بررسی چشمی, مهاجرت تسریع یافته, پوزولانGroundwater and seawater usually contain both chloride and sulfate ions. These two salts destroy concrete reinforcement by rebar corrosion and making expansion respectively. In order to investigate the influence of sulphate ions on chloride penetration in mortar, visual method, penetration profile and rapid chloride migration test results are compared with each other. According to the results until the age of 208 days, Sulfate ions lead to decrease the chloride penetration in control samples and a little increase in silica fume samples. Regarding to Trass Samples, an intermediate state is occurred; low sulfate content solution decreases and high sulphate content solution increases chloride penetration into these samples. According to different results of RCMT and common penetration tests in combined solutions, behavior of control samples is not predictable by RCMT method. However, visual investigation and profile penetration method demonstrate a similar trend in aspect of comparison. This research shows that the absolute penetration depth is catched by visual method does not have enough accuracy.Keywords: Sulfate, chloride penetration, visual investigation, RCMT, pozzolan
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.