به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت
فهرست مطالب نویسنده:

hesam madani

  • علیرضا راسخی صحنه، سید حسام مدنی، محمدعلی دشتی رحمت آبادی*، هادی دهقان منشادی

    یکی از سیمان های ویژه که در شرایط آسیب رسان محیطی عملکرد بسیار بهتری نسبت به سیمان پرتلند دارد، سیمان آلومینات کلسیم است با این وجود سیمان آلومینات کلسیم به علت کاهش دراز مدت مقاومت و از دست دادن پایایی که در اثر وقوع پدیده ی تبدیل روی می دهد، چندان مورد استقبال مهندسین قرار نگرفته است. این پژوهش در نظر دارد با به کارگیری پودر پومیس به عنوان جایگزین بخشی از سیمان مصرفی، مشخصه های دوام ملات آلومینات کلسیم را بهبود ببخشد. در تحقیق پیش رو با یک برنامه آزمایشگاهی 5 طرح مخلوط علاوه بر مخلوط شاهد به ترتیب حاوی 5 ،15، 25، 40 و 60 درصد پومیس به عنوان جایگزین سیمان، ساخته شد و از نظر مولفه های دوام مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که نمونه ی شاهد در سن 1 روز به مقاومت 33 و در سن 28 روز به 44 مگاپاسکال رسید ولی به علت پدیده ی تبدیل، در سن 90روز، مقاومت فشاری 45 درصد کاهش یافت. از طرف دیگر اما در اکثر نمونه های حاوی پومیس نتایج متفاوتی دیده شد. پومیس با کنترل فرایند تبدیل، تاثیر قابل توجهی بر مقاومت و مهمتر از آن بهبود مولفه های دوام سایر نمونه ها داشت به طور مثال در بهترین طرح مخلوط(P40)، مقاومت فشاری 47 درصد، ضریب مهاجرت یون کلراید 78 درصد و مقاومت الکتریکی حدود 400 درصد نسبت به نمونه کنترل در سن 90 روز بهبود مشاهده شد. در تحقیقات قبلی تاکنون جایگزینی پومیس با سیمان آلومینات کلسیم مورد توجه قرار نگرفته است لذا بررسی اثر پومیس بر پایایی سیمان آلومینات کلسیم می تواند نوآوری این پژوهش به حساب آید.

    کلید واژگان: پومیس, سیمان آلومینات کلسیم, پایایی, پدیده تبدیل, مواد جایگزین سیمان, ملات
    Alireza Rasekhi Sahneh, HESAM MADANI, MOHAMMADALI DASHTIABADI RAHMAT *, Hadi Dehghan Manshadi

    Calcium aluminate cement is one of the special cements that performs much better than Portland cement in severe environmental conditions. Engineers, on the other hand, have been critical of this unique cement due to the loss of long-term strength and durability caused by the conversion phenomena. The goal of this study is to improve the durability of calcium aluminate mortar by replacing the cement with pumice powder. In this study, pumice was used as cement substitutes in proportions of 0, 5,15,25, 40, and 60%, and a total of 6 mortar mixes were developed and it was examined in terms of durability properties. The results showed that the plain mixture reached a compressive strength of 33 MPa at the age of 1 day, and 44MPa at the age of 28 days but at 90 days, due to the conversion phenomenon, its strength had decreased by 45%. Pumice had a considerable effect on the strength and, more significantly, the durability properties of mixtures by influencing the conversion phenomena. At the age of 90days, Compressive strength, chloride ion migration coefficient, and electrical resistance, for example, have improved 47%, 78%, and 400% in the ideal mixture (P40) compared to the plain mix. According to the review of the literature, the effect of replacing pumice with CAC cement has not been considered significantly and the effect of pumice on the durability of this type of cement has not been investigated, which can be considered an innovation of this study.

    Keywords: Pumice, Calcium aluminate cement, Durability, Conversion, Supplementary Cementitious Material, Mortar
  • علیرضا راسخی صحنه، محمدعلی دشتی*، سید حسام مدنی، هادی دهقان منشادی

    سیمان آلومینات کلسیم به خاطر مزایای منحصر به فردی که دارد جزو سیمان های ویژه به حساب می آید و در شرایط محیطی آسیب رسان که معمولا سیمان پرتلند از خود ضعف نشان می دهد، می تواند بسیار بهتر عمل کند. اما کاهش مقاومت در دراز مدت، باعث شده علی رغم مزایای فراوان، این نوع سیمان آنچنان که باید نتواند در صنعت ساخت جای خود را باز کند و از طرف دیگر نیز تا به حال مطالعات کمی در زمینه حل این مشکل انجام شده است. تحقیق حاضر در صدد است تا با بکارگیری مواد مکمل سیمانی مانند پومیس، زیولیت و پودر سنگ آهک در درصد های بالا، دوام و مقاومت ملات های ساخته شده با این نوع سیمان را بهبود ببخشد. در این تحقیق دوام مخلوط ها با آزمایش های تخلخل، میزان مهاجرت یون کلراید و مقاومت در برابر اسید مورد بررسی قرار گرفت. همچنین اثر جایگزینی این مواد بر ریزساختار، با استفاده از عکس میکروسکوپ الکترونی بررسی شد. مواد در درصدهای جایگزینی 40،25 و60 به عنوان جایگزین سیمان آلومینات کلسیم استفاده شدند. نتایج نشان داد پومیس و زیولیت باعث بهبود چشمگیر مقاومت مکانیکی و دوام مخلوط ها گردید و بررسی های ریزساختاری یکی از مهمترین دلایل کاهش مقاومت فشاری مخلوط کنترل را آشکار نمود. بر اساس نتایج این تحقیق استفاده از پومیس و زیولیت باعث کاهش پدیده تبدیل و در نتیجه، عملکرد بهتر این مخلوط ها در مقایسه با مخلوط کنترل شده است.

    کلید واژگان: سیمان آلومینات کلسیم, زئولیت, پومیس, مقاومت در برابر اسید, مواد جایگزین سیمان
    Alireza Rasekhi Sahneh, MohammadAli Dashti *, Hesam Madani, Hadi Dehghan Manshadi

    Calcium aluminate cement (CAC) is considered as a specific cement due to its special properties and maybe have improved performances compared to the Portland cement under some severe conditions. Although alumina cement has many advantages, it is not widely used in the construction industry because it obtains reduced strength in the long term and has not been adequately investigated. In this study, an attempt is made to improve the durability and mechanical properties of mortars with this type of cement using supplementary cementitious materials (SCMs) such as pumice, zeolite and limestone powder in high cement replacement levels. In this study, porosity, rapid chloride migration and acid resistance tests were employed to investigate the durability properties. In addition, the microstructure of the mixtures was investigated using scanning electron microscopy (SEM). The SCMs were used as cement substitution in proportions of 25, 40, and 60 % and a total of 10 mortar mixes were investigated. The results indicated that the pumice and zeolite significantly improved the mechanical strength and durability properties of the mixes. The microstructural studies revealed one of the most important reasons for the reduction of the compressive strength of the plain mixture. The results of this study show that the use of pumice and zeolite mitigates the conversion process, resulting in better performance of the mixes compared to the plain mixture.

    Keywords: Calcium Aluminate Cement, . Zeolite, Pumice, Acid Resistance, Supplementary Cementitious Materials
  • سید حسام مدنی، جاوید حسین بر*

    مطالعه حاضر به بررسی مشخصات مکانیکی و دوام مخلوط های ژیوپلیمری ساخته شده بر پایه پوزولان طبیعی خاش، سرباره کوره آهن گدازی اصفهان و خاک پسماند کارخانه های تولید سنگ دانه می پردازد. مواد پایه مذکور به صورت تنها یا به صورت ترکیب با یکدیگر مورد بررسی قرار گرفته اند. بدین منظور خاک پسماند و پوزولان در درصدهای 25% ، 50% و 75% با سرباره جایگزین شده اند که با احتساب مخلوط های غیر ترکیبی در مجموع 9 طرح مخلوط ساخته شده است. خصوصیات مورد بررسی شامل: مقاومت فشاری، مقاومت خمشی، درصد جذب مویینه آب، ضریب تسریع شده نفوذ یون کلراید و آزمایش جذب حجمی آب بوده است. همچنین شرایط عمل آوری نیز برای مخلوط های مختلف تغییر کرده و نتایج با یکدیگر مقایسه شده اند. نتایج حاضر حاکی از آن می باشد که به دلیل فعالیت پایین تر مواد پایه پوزولان طبیعی و خاک پسماند نسبت به سرباره، جایگزینی بخشی از مواد با سرباره سبب بهبود خواص مکانیکی و دوام می گردد به گونه ای که بهترین مخلوط از لحاظ خصوصیات دوام مخلوط P25S75 است که حتی از مخلوط S100 بهتر عمل کرده است. تاثیر جایگزینی با سرباره در خاک پسماند بهبود بسیار قابل توجهی را نسبت مخلوط تنها حاوی پسماند ایجاد کرده است و می توان اثر بهبود بخش آن را بیشتر از مخلوط حاوی پوزولان دانست.

    کلید واژگان: ژئوپلیمر, دوام, خصوصیات مکانیکی, سرباره, پوزولان, خاک پسماند
    Hesam Madani, Javid Hosseinbor *

    The present study investigates the mechanical properties and durability of geopolymer mixtures produced based on pumice natural pozzolan, ground granulated blast furnace slag (GGBFS) and waste soil of aggregate production plants. The aforementioned materials were used in the hybrid form to produce geopolymer. For this purpose, waste soil and pozzolans have been replaced with slag at the levels of 25%, 50% and 75%. The characteristics which have been studied were, compressive strength, flexural strength, sorptivity, rapid chloride ion migration (RCM) coefficient and water absorption content. In addition, different curing conditions were investigated for different mixtures and the results have been compared with each other. The present results indicate that due to the lower reactivity of the natural pozzolan and the waste soil compared to GGBFS, partial replacement of these materials with slag enhanced the mechanical and durability properties, so that the best mixture in terms of durability properties was P25S75. This mix outperformed the S100 mixture in several characteristics. The combined use of GGBFS and the waste soil has also improved the characteristics compared to the mixture with 100% waste soil, which was significantly higher than the promoting effect of GGBFS on the natural pozzolan.

    Keywords: Geopolymer, Ground granulated blast furnace slag (GGBFS), Pozzolan, Waste soil, Durability, Mechanical Strength
  • سید حسام مدنی، محمدحسین انجم شعاع، مصطفی افضلی، هما حقیقی*

    به جهت کنترل بتن آزمایش های مختلفی بر روی آن انجام میگیرد. یکی از مهمترین این آزمایش ها، آزمایش مقاومت فشاری بتن می باشد. به منظور انجام این آزمایش، اقدام به نمونه گیری از بتن در محل آزمایشگاه کنترل کیفیت کارخانه تولید بتن و همچنین کارگاه می گردد. جهت نمونه گیری از بتن، قالب هایی از جنس های مختلف فلزی، دوتکه پلاستیکی و یک تکه پلاستیکی وجود دارند، که هریک از آنها مزایا و معایب منحصر به فردی دارند. در این تحقیق به بررسی اثر جنس قالب های نمونه برداری بتن بر مقاومت فشاری و اعوجاج نمونه ها پرداخته شده است. در انتها براساس بررسی های انجام گرفته مشخص گردید، که نمونه های قالب گیری شده در قالب های فلزی نسبت به نمونه های سایر قالب ها از مقاومت فشاری بیشتر و اعوجاج کمتری برخوردار هستند. شایان ذکر است که کمترین میزان مقاومت و بیشترین میزان اعوجاج مربوط به نمونه های قالب گیری شده در قالب های دوتکه پلاستیکی بوده است.

    کلید واژگان: بتن, مقاومت فشاری, نمونه گیری, قالب
    Hesam Madani, MohammadHossein Anjomshoa, Mostafaa Afzali, Homa Haghighi *

    Various tests are carried out in order to control the concrete quality. One of the most important of these is the concrete compressive strength test. So as to do this test, concrete samples are taken by the quality-control laboratories of the concrete production companies. Different metal, composite and plastic molds exist for sampling concrete that each, of which has unique advantages and disadvantages. In this study, we investigate the effect of concrete sampling molds’ quality and material on the compressive strength and distortion of concrete samples. Finally, based on the accomplished studies, it is found that samples with metal molds compared with other samples have highest compressive strength and lowest distortion. It also observed that the lowest value of compressive strength and the highest value of distortion are related to the samples with composite molds.

    Keywords: Concrete, Compressive strength, Sampling, Mold
  • سروناز معتمد، سید حسام مدنی*

    این مطالعه به بررسی تاثیر الیاف فولادی، الیاف شیشه و هیبرید آنها بر خواص کامپوزیت های سیمانی می پردازد. خواص مکانیکی موردبررسی شامل مقاومت فشاری و مقاومت خمشی بوده و میزان جذب انرژی نمونه ها با معیار چقرمگی خمشی تعیین شده است. در مخلوط های موردمطالعه سیمان پرتلند و آلومینات کلسیم به عنوان عامل چسباننده در ساختار استفاده شده اند. به منظور بررسی تاثیرالیاف ازنمونه های حاوی 2 درصد الیاف فولادی (درصدی از حجم کل مخلوط)، 2 درصد الیاف شیشه (درصدی از حجم کل مخلوط) وهیبرید این دو الیاف (2% الیاف فولادی و 2% الیاف شیشه) بهره گرفته شده است. استفاده از الیاف فولادی و همچنین الیاف شیشه در مخلوط های سیمانی باعث افزایش مقاومت خمشی می شود، لیکن هیبرید آن با الیاف شیشه مقاومت خمشی بیشتر از مخلوط های حاوی الیاف فولادی را به ارمغان می آورد. همچنین مخلوط های هیبریدی میزان جمع شدگی را به میزان 20 تا 30 درصد نسبت به مخلوط شاهد در یک دوره 270 روزه کاهش داده است. در کنترل خواص دوام که  با استفاده از نفوذپذیری یون کلراید موردسنجش قرار داده شد، مخلوط های اصلاح شده با الیاف های فولادی و شیشه و همچنین هیبرید این الیاف دارای نفوذ پذیری یون کلراید بالاتر در مقایسه با سایر مخلوط ها بوده اند. الیاف شیشه به دلیل افزایش انسجام ساختاری میان خمیر و الیاف فولادی و مسدود نمودن تخلخل های پیرامون الیاف فولادی سبب کاهش در میزان نفوذ یون کلراید شده است اما با این وجود میزان نفوذ یون کلراید بالایی را داشته اند.

    کلید واژگان: سیمان آلومینات کلسیم, سیمان پرتلند, الیاف فولادی, الیاف شیشه, خواص مکانیکی, جمع شدگی, دوام
    Sarvenaz Moetamed, Hesam Madani*

    This study investigates the effect of steel fibers and its hybrid form with glass fiber on the properties of cement composites. The studied mechanical properties included compressive strength and flexural strength, and the energy absorption rate of the specimens was determined by the flexural toughness. In the mixtures, Portland cement and calcium aluminate have been used as bonding agents the mixes containing 2% steel fiber (% of total volume of the mixture), 2% AR Glass fiber, and hybrid of these fibers were made of glass fiber (2% steel fibers and 2% glass fiber), the length of these fibers was 25 mm. The compressive strength test was performed at the age of 1, 7, 28 and 90 days. Speciments made with calcium aluminate cement had higher compressive strength due to quick formation of microstructure compared to Portland cement mixtures, so that 90-day compressive strength of Portland cement mix was lower compared to the 1-day compressive strength of Calcium aluminate concrete. Incorporating 2% steel fibers also had a slightly enhancing effect on compressive strength. Flexural strength test was carried out at 28 and 90 days. The steel fibers create appropriate mechanical bond with the cementitious matrix, and the ultimate flexural strength was about 2 times higher than non-fibers specimen, due to the congrated geometry of the steel fibers. Substituting glass fiber also increased the ultimate flexural strength due to the high aspect ratio glass fibers and the well formed Interfacial transition zone (ITZ). The hybridization of the aforementioned fibers with steel fibers increases the bending strength due to the synergistic effect. The energy absorption content of the cementitious mix measured by flexural toughness index shows that this energy absorption content increases with the hybridization of the glass and steel fibers, so that the hybrid specimen made with Portland cement had a flexural toughness of 34.4 Nm. The glass fiber increased the toughness due to its excellent energy absorption. The steel fibers in the mixed increased the area under the flexural loading cureve and prevent the mixture from being destroyed by the first crack. In the shrinkage test results the control specimen with the two types of cements did not differ significantly, but the addition of 2% of the fibers (steel fiber and glass fiber) reduced shrinkage by their limiting effect on length change and propagation of micro cracks. When the percentage of glass fiber become higher, similar to the hybrid mix, the shrinkage was reduced further. This experiment was performed uo to 270 days and it was observed that the shrinkage of the hybrid specimen made with Calcium aluminate cement reduced by 65.5% compared to the plain concrete. In this study, the RCMT was carried out at 90 days. The results indicate that the penetration rate of the hybrid specimens and the glass fiber mixtures were lower than those of the steel fibers incorporated mixed. Also, in comparing two types of calcium aluminate cement and Portland cement, specimen made with calcium aluminate cement, the chloride ion penetration was lower than those made with Portland cement due to the improved Interfacial transition zone (ITZ) and less porosity of this type of cement.

    Keywords: Calcium Aluminate Cement, Portland cement, Steel Fibers, Glass Fibers, Mechanical Properties, Shrinkage, Durability
  • سروناز معتمد، سید حسام مدنی*
    این تحقیق به خواص مکانیکی مخلوط های پایه سیمانی مسلح شده با الیاف شیشه می پردازد. خواص مکانیکی موردبررسی شامل مقاومت فشاری، مقاومت نهایی خمشی چهار نقطه ای، چقرمگی، مقاومت کششی نهایی، ضربه و جمع شدگی می باشد. در مخلوط های موردمطالعه سیمان پرتلند و آلومینات کلسیم به عنوان عامل چسباننده در ساختار استفاده شده اند. نمونه های حاوی 2 و 4 درصد (درصدی از حجم کل مخلوط) الیاف شیشه که نسبت طول به قطر آن برابر 1925 می باشد، استفاده شده است. بر اساس آزمون های صورت گرفته، نتایج حاکی از آن است که مخلوط های ساخته شده باسیمان آلومینات کلسیم مقاومت فشاری بیشتری نسبت به مخلوط های ساخته شده باسیمان پرتلند دارند. همچنین با افزودن الیاف شیشه به مخلوط ها مقاومت خمشی تا حدود 32% در 28 روز نسبت به نمونه کنترل افزایش یافته است. اضافه کردن الیاف شیشه نیز در هر دو نوع سیمان سبب بهبود مقاومت کششی، چقرمگی و ضربه می شود و باعث کاهش جمع شدگی نیز می گردد که جمع شدگی سیمان های آلومینات کلسیم (CAC) قدری کمتر از سیمان پرتلند می باشد.
    کلید واژگان: سیمان پرتلند, سیمان کلسیم آلومینات, الیاف شیشه
    Sarvenaz Moetamed, Hesam Madani *
    In this research, a comparison has been made between the mechanical properties of cement based mixtures containing glass fiber. For this purpose, a type II portland cement and a calcium aluminate cement have been used. In order to investigate the mechanical characteristics, the tests including compressive strength, flexural strength, toughness, ultimate tensile strength, impact resistance and drying shrinkage of the mixtures were evaluated at ages from 28 days to 270 days. Glass fiber was incorporated in the mixes at replacement levels of 2 and 4 percent (percent of the total volume of the mixture). Based on the tests, the results indicate that the mixtures made with calcium aluminate had improved properties compared to the mixtures made with Portland cement. Furthermore, by adding glass fiber to the mixes, the flexural strength was increased by about 32% in 28 days compared to the plain mixture. Adding glass fibers in both types of cement also improved tensile strength, flexural toughness and impact resistance, as well as drying shrinkage.
    Keywords: Portland Cement, Calcium aluminate cement, glass fiber
  • هادی چهرازی سفیددشتی، سید حسام مدنی*، علی سعیدی کیا
    در مطالعه آزمایشگاهی حاضر تاثیر دو نوع پلیمر اتیلن وینیل استات و استایرن اکریلیک بر مشخصات مخلوط های پایه سیمانی مورد بررسی قرار گرفته است. مخلوط های ساخته شده حاوی پلیمر به میزان 5، 10، 15 و 20 درصد وزنی سیمان بوده و نسبت آب به سیمان برابر با 33/0 لحاظ شده است. به منظور ارزیابی تاثیر مواد پلیمری بر مخلوط ها، مشخصات مکانیکی شامل مقاومت های فشاری، خمشی، کششی، مقاومت در برابر ضربه، چقرمگی خمشی و مشخصات دوام شامل ضریب مهاجرت تسریع شده یون کلراید و مقدار نفوذ موئینه و جمع شدگی بررسی گردید. نمونه های مورد مطالعه تحت دو دوره عمل آوری شامل نگه داری در شرایط مرطوب برای سنین اولیه (7 روز ابتدایی) و دوره شرایط خشک در سنین بالا (روز هشتم تا زمان آزمون) قرار گرفته اند. نتایج نشان دهنده بهبود در برخی از مشخصات مکانیکی از جمله مقاومت خمشی، کششی و مقاومت در برابر ضربه و اثر بخشی قابل توجه موادپلیمری بر کاهش نفوذپذیری مخلوط های پایه سیمانی در ضریب مهاجرت تسریع شده یون کلراید و نفوذ موئینه می باشد.
    کلید واژگان: مشخصات مکانیکی و دوام, مخلوط اصلاح شده پلیمری, اتیلن وینیل استات, استایرن اکریلیک
    Hadi Chehrazi Sefiddashti, Hesam Madani*, ali saeedikia

    In this experimental study the effects of two types of polymers including ethylene vinyl acetate and styrene acrylic on the properties of cement mixtures have been investigated. Polymer contents of the mixtures were 5, 10, 15 and 20% by weight of cement and the ratio of water to cement was 0.33. In order to investigate and evaluate the effect of polymer materials on the properties mixtures, the compressive, flexural and tensile strengths, impact resistance, shrinkage, rapid chloride migration coefficient and the capillary water absorption contents were investigated. The specimens were cured under wet conditions at early ages (7 days) and dry periods at later ages (After 7 days). The results indicate an improvement in several mechanical characteristics such as flexural strength, tensile strength, impact resistance and a significant influence on reducing the permeability of cement mixtures in the rapid chloride migration and water absorption tests by use of polymers.
    Keywords: mechanical properties, Durability, Polymer modified mixtures, Ethylene vinyl acetate, Styrene acrylic
  • علی سعیدی کیا، سید حسام مدنی*
    چکیده یکی از مسائل مهم پیرامون مخلوط های پایه سیمانی، پایایی (دوام) این مخلوط ها در برابر شرایط آسیب رسان محیطی از قبیل خوردگی های ناشی از حملات کلرایدی و سولفاتی این مخلوط ها می باشد، که هریک به نحوی می تواند بر زوال ساختار مخلوط های پایه سیمانی موثر بوده و استفاده و کاربرد آنها را تحت تاثیر قرار دهد. در این مطالعه آزمایشگاهی به بررسی و ارزیابی عملکرد دونوع ماده پلیمری اتیلن وینیل استات و پلی وینیل استات بر خواص دوام مخلوط های پایه سیمان آلومینات کلسیمی پرداخته شده است. آزمایش های انجام گرفته شامل مقاومت فشاری، میزان منافذ قابل نفوذ، مقادیر نفوذ موئینه آب، ضریب مهاجرت تسریع شده یون کلراید و مقاومت فشاری مخلوط های در معرض اسیدسولفوریک بوده اند. نتایج نشان دهنده آن است که مواد پلیمری اتیلن وینیل استات و پلی وینیل استات سبب کاهش در نفوذپذیری آب و یون کلراید در مخلوط های پایه سیمانی شده و اتیلن وینیل استات عملکرد مطلوب تری در مقایسه با پلی وینیل استات در این خواص داشته است. این پلیمرها سبب کاهش در مقاومت فشاری شدند که این کاهش در سنین پایین مشهود می باشد، لیکن در اثر گذشت زمان این ضعف در مقاومت فشاری نمونه ها حتی در درصدهای بالای مصرفی(25%) تقلیل یافته است.
    کلید واژگان: سیمان آلومینات کلسیم, پلیمر, اتیلن وینیل استات, پلی وینیل استات, دوام
    Ali Saeedikia, Hesam Madani *
    Abstract One of the important issues concerning the cement mixtures is the durability against several destructive factors such as chloride induced corrosion and sulfate attack, which can in some way result in concrete deterioration. In the current experimental study, the effects of polyethylene vinyl acetate and polyvinyl acetate on the durability of clacium aluminum cement based mixtures have been investigated and evaluated. In this study, the test results including compressive strength, permeable pores, rapid chloride migration coefficient and the compressive strength of sulfuric acid-treated mixtures have been reported. The results suggest that the polymers of ethylene vinyl acetate and polyvinylacetate can reduce the penetration rate of water and chloride ion migration in cement based mixtures and ethylene vinyl acetate outperformed the polyvinyl acetate in enhancing these properties. The polymers reduced compresssive strength noticeably at early ages, however at later ages the differences between the compressive strengths of the polymer modified and plain mixure were reduced, even at high percentages of incorporation (25%).
    Keywords: Calcium Aluminte Cement, Polymer, Ethylene Vinyl Acetate, Poly Vinyl Acetate, Durability
  • علی سعیدی کیا، سید حسام مدنی *
    امروزه استفاده از مواد پایه سیمانی حاوی مواد پلیمری در حال گسترش می باشد. این مطالعه به بررسی تاثیر جایگزینی 5، 15 و 25 درصد اتیلن وینیل استات و وینیل استات بر خواص مخلوط های پایه سیمان آلومینات کلسیم می پردازد. خواص مکانیکی مورد بررسی شامل مقاومت فشاری و مقاومت خمشی بوده و میزان جذب انرژی نمونه ها با معیار چقرمگی خمشی تعیین شده است. جمع شدگی نمونه ها نیز مورد مطالعه قرار داده شده است، شایان ذکر است که در این بررسی به منظور سنجش خواص دوام مخلوط پایه سیمانی از آزمون مهاجرت تسریع شده یون کلراید بهره گیری شده است. کاربرد پلیمر در این مخلوط ها سبب بهبود مشخصاتی از قبیل مقاومت خمشی و دوام به لحاظ نفوذپذیری یون کلراید و جمع شدگی شده است. در کلیه خواص مورد بررسی اتیلن وینیل استات با نسبت پلیمر به سیمان 5 و 25 درصد، عملکرد بهتری نسبت به وینیل استات داشته و در 15% جایگزینی، این دو پلیمر عملکرد یکسانی از خود نشان داده اند.
    کلید واژگان: سیمان آلومینات کلسیم, وینیل استات, اتیلن وینیل استات, خواص مکانیکی, جمع شدگی
    Ali Saeedikia, Hesam Madani *
    Nowadays, the utilization of polymer modified cement base materials in waterproofing coatings and mortars is spreading. However, the influence of polymers on some types of special cements has not been investigates appropriately. In the current study due to the characteristics of calcium aluminate cement such as fast hardening and accelerating, the effects of some types of polymer materials on the properties of polymeric modified mixtures have been investigated. To this purpose the incorporation levels were 5, 15 and 25 percent by weight of cement. The water to cement ratio in all the mixtures was also 0.38. In order to keep the water content of the mixtures in a constant level, the water content of superplasticizer and the latexes (vinyl acetate and ethylene vinyl acetate) was considered as a part of the mix water. It should be mentioned that the polymers were replaced with sand. In this experimental study, a combination of dry and wet curing conditions was utilized. For this aim, after demolding of the specimens, they were cured in water for 6days, and after this period the specimens were cured in dry conditions at temperature of 25 degree of Celsius. The mechanical properties which studied in this research were compressive strength, flexural strength and flexural toughness. The shrinkage of the specimens has also been measured. It should be noted that in this study, the rapid chloride migration test was used to evaluate the durability properties of the cement base mixtures against diffusion of chloride ions. The results indicate that use of the polymers could improve the mechanical characteristics such as flexural strength and durability in regards of chloride ion diffusion as well as length change due to shrinkage. The polymer materials in calcium aluminate cement based mixtures have deceleration effect on cement hydration which results in lower compressive strengths compared to the plain mixture, which this effect is more evident at higher replacement levels. Despite the considerable reduction in compressive strength results at early ages especially for the mixtures with high contents of polymers, the differences at later ages were significantly lower. For instance, at 5% incorporation level, similar results with the plain mixture were obtained. In contrast to the compressive strength test results, high levels of polymer materials increased the flexural as well as flexural toughness in comparison with the plain mortar. It is noteworthy that incorporation of ethylene vinyl acetate in the mixtures could provide improved characteristics compared to the mixes with vinyl acetate at replacement levels of 5% and 25%. However, at 15% replacement level, similar results were obtained for the aforementioned polymers. The rapid chloride migration coefficient in the plain mix increased with age. However, using the polymers compensated for this effect and lower permeability values were obtained at later ages. It should be mentioned that the Rapid Chloride Migration Test coefficients were so low that the mixtures could be considered as relatively impermeable mortars. The shrinkage was also influenced by content of the polymer materials and those with higher contents have reduced length change.
    Keywords: Calcium Aluminate Cement, Vinyl Acetate, Ethylen Vinyl Acetate, Mechanical Properties, Shrinkage
  • سید حسام مدنی، امین پورجهانشاهی
    جایگزینی بخشی از سیمان با مواد زائد صنعتی به خصوص در بتن های با حجم بالای مواد سیمانی همچون بتن های فوق توانمند می تواند اثرات مثبتی از لحاظ زیست محیطی و بهبود خواص به ارمغان آورد. لیکن تاثیر برخی از این مواد همچون پسماند باطله زغال-سنگ و سرباره مس بر خواص بتن های فوق توانمند مورد بررسی جدی قرار نگرفته است. مطالعه حاضر به بررسی تاثیر چندین ماده جایگزین سیمان با عملکرد پوزولانی کاملا متفاوت از رده بسیار فعال (همچون دوده سیلیسی) تا تقریبا غیرفعال (همچون پودر سنگ سیلیس) بر خواص بتن های فوق توانمند پرداخته است. دمای عمل آوری 70-100 درجه سانتیگراد احتمال تشکیل دیرهنگام اترینگایت را تشدید می کند، لذا دماهای عمل آوری 60 و 90 درجه سانتیگراد به عنوان دماهای عمل آوری با احتمال خطر پایین و بالا از لحاظ احتمال تشکیل دیرهنگام اترینگایت در مقایسه با دمای استاندارد 25 درجه سانتیگراد انتخاب شده اند. برای مقایسه نرخ واکنش پوزولانی مواد از روش رسانایی الکتریکی استفاده شده است. نتایج این مطالعه در خواص مکانیکی شامل مقاومت فشاری و مدول گسیختگی، مشخصات دوام شامل انتشار تسریع شده یون کلراید و بررسی ریزساختاری با عکس های میکروسکوپ الکترونی روبشی انجام پذیرفته است. نتایج نشان می دهند که استفاده از حرارت برای تمام مواد جایگزین سیمانی مذکور به جز دوده سیلیسی می تواند سبب کاهش مقاومت و افزایش نفوذ یون کلراید بتن های فوق توانمند شود. مقاومت های بدست آمده از عمل آوری حرارتی °C60 و °C90 تغییرات چندانی نسبت به یکدیگر نداشته است در حالی که استفاده از عمل آوری حرارتی °C90، انرژی بیشتری نسبت به عمل آوری حرارتی °C60 احتیاج دارد و خطر دیرهنگام اترینگایت را تشدید می کند.
    کلید واژگان: خاصیت پوزولانی, خواص مکانیکی و دوام, مواد جایگزین سیمان, عمل آوری حرارتی, بتن فوق توانمند
    Hesam Madani, Amin Pourjhanshahi
    One of the disadvantages of ultra-high performance concrete (UHPC) is high content ‎consumption of cement which leads to high level of material cost compared to ordinary ‎concrete. Therefore, finding appropriate supplementary cementitious materials could reduce the environmental CO2 ‎emission due to the reduction of cement consumption and may enhance the mechanical properties ‎of ultra-high performance concrete. In this study, the pozzolanic activity of five ‎industrial waste materials including silica fume, glass powder, copper slag, coal waste and silica floor has been investigated.‎ It is expected that these materials in concrete can react with calcium hydroxide from ‎cement hydration and produce C-S-H compounds. The pozzolanic, mechanical and diffusivity properties of ultra-high performance concrete ‎made from the aforementioned materials ‎as well as the pozzolanic properties were studied under standard and thermal treatment from 3 days up to 120 days.‎ The results showed that the temperature and time are two significant factors on the ‎performnce and pozzolanic activity of materials and use of higher curing temperatures led to improved mechanical properties for the mixtures containing silica fume. However, higher curing temperatures led to weaker durability and mechanical characteristics of UHPC with the other supplementary cementitious materials.
    Keywords: pozzolanic activity, mechanical properties, durability, cement replacement materials, thermal curing, ultra-high performance concrete
  • امیر خاقانی بروجنی، سید حسام مدنی، شهریار شاکری
    رشد سریع باکتری های پاتوژن در سیستم های آبی منجر به بروز مشکلاتی پیچیده و جدی می شود که رفع آنها نیاز به صرف وقت و هزینه زیادی دارد. اکسید نانوذرات روی، فعالیت آنتی باکتریال قابل توجهی دارند و می توان از این پتانسیل بالقوه برای حذف باکتری های پاتوژن استفاده کرد. در این پژوهش از نانوذرات اکسید روی در فرمولاسیون سیمان استفاده شد و سپس فعالیت فوتوکاتالیستی آنها به منظور جلوگیری از رشد باکتری های سودوموناس آئروژینوزا و باسیلوس سرئوس مورد بررسی قرار گرفت. براساس نتایج به دست آمده،نانوذرات اکسید روی با اندازه کمتر از 20 نانومتر در ماتریس سیمان به خوبی قرار گرفت و اثر مهاری قابل توجهی بر روی رشد دو باکتری مورد بررسی داشت. نتایج همچنین نشان داد که رشد باکتری گرم منفی سودوموناس آئروژینوزا بیشتر از باکتری گرم مثبت باسیلوس سرئوس مهار شده بود. همچنین محصورشدگی نانوذرات اکسید روی توسط ماتریس مواد پایه سیمانی، به میزان کمی سبب کاهش فعالیت فوتوکاتالیستی آنها شده بود. با توجه به تهیه فرمولاسیون ضد باکتری ماتریس سیمان حاوی نانوذرات اکسید روی، می توان از این سطوح سیمانی بهبودیافته با نانوذرات، در گستره وسیعی از محیط های آبی به منظور مهار رشد باکتری های پاتوژن استفاده نمود.
    کلید واژگان: باکتری های پاتوژن, نانوذرات اکسید روی, ماتریس سیمان, فعالیت آنتی باکتریال, باسیلوس سرئوس, سودوموناس آئروژینوزا
    Amir Khaghani Boroujeni, Hesam Madani, Shahriyar Shakeri
    Some of the nanoparticles such as zinc oxide have a significant antibacterial activity that can be used in removal of pathogenic organisms in certain water resources application. This study was specifically undertaken to investigate the use of cement matrix modified with Zinc oxide nanoparticles to prevent the growth of Pseudomonas aeruginosa and Bacillus cereus. The results showed that ZnO nanoparticles with the size lower than 20 nm were dispersed well in the cement matrix. Results also showed that inhibitory effect against gram-negative bacterium of Pseudomonas aeruginosa was higher than gram-positive bacterium of Bacillus cereus. Also, confinement of ZnO nanoparticles by cement materials reduced the photocatalytic activity slightly. Based on the preparation of antibacterial formulation of cement matrix containing ZnO nanoparticles, concrete surfaces with ZnO nanoparticles can be used in a wide range of aquatic environments for prevention of pathogenic bacterial growth.
    Keywords: Pathogenic bacteria, Zinc Oxide (ZnO) Nanoparticles, Cement Matrix, Antibacterial Activity, Pseudomonas aeruginosa, Bacillus
  • سید حسام مدنی *، امیر خاقانی بروجنی، حکیمه منصوری
    همگام با توسعه فناوری نانو در رشته های مختلف، در چندین سال اخیر محققان به بررسی خواص و کاربرد های این فناوری در تکنولوژی بتن پرداخته اند، چرا که همواره کنترل مواد در مقیاس نانو نوید دهنده تحولات شگرفی در زمینه های مختلف علوم بوده که به سبب خواص ویژه ذرات در این فاز، طرفداران بسیاری در بین محققان علم مواد و تکنولوژی بتن پیدا نموده است. در این مقاله عملکرد درصدهای مختلف نانو ذرات اکسیدروی بر مشخصات مکانیکی و ریزساختاری مواد پایه سیمانی موردبررسی و ارزیابی قرارگرفته است. همچنین با توجه به گسترش آلودگی ها ناشی از رشد بی رویه جلبک ها اثرات این سطوح در حذف این میکروارگانیسم بررسی شد. در این مطالعه آزمایش های گیرش، مقاومت فشاری، هیدراسیون، واکنش با هیدروکسیدکلسیم و تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) انجام شد. نتایج آزمایش ها نشان می دهد نانو اکسیدروی سبب کاهش سرعت گیرش می گردد درنتیجه تشکیل آرام ریزساختار در این سطوح سبب بهبود مشخصات مکانیکی و دوام می گردد. همچنین عامل دیگری که سبب بهبود مشخصات مهندسی این سطوح می گردد واکنش پذیری مناسب این نانوذره با هیدروکسید کلسیم در مقایسه با دوده سیلیسی و سرباره مس است. بررسی آزمایش های فوتوکاتالیستی نیز نشان می دهد سطوح حاوی این نانو ذرات قادرند به طورکلی مانع از رشد و نمو گونه جلبک سبز-آبی موردبررسی در این مطالعه شوند.
    کلید واژگان: نانواکسیدروی, مواد پایه سیمانی, مشخصات مکانیکی و دوام, جلبک
    Hesam Madani *, Amir Khaghani Boroujeni, Hakimeh Mansoori
    In recent years, several researches have been carried out to investigate the applications of nano science in the concrete technology. It appears that by combination of nano science and concrete technology, new scientific horizons could be opened and high quality construction and building materials may be produced. . As a matter of fact, some types of nano materials have photocatalytic characteristics and could disintegrate the pollutants and various types of organic substances. Hence, utilizing nano technology, multi-purpose materials with enhanced characteristics and new applications such as self- cleaning surfaces could be produced.
    Several types of nano materials have photocatalytic characteristics, which among them nano ZnO and TiO2 have found higher attention. The influence of TiO2 on the cement based materials has been the subject of several researches. However, nano ZnO was not considered appreciably. Thus, in the present study, the performance of different percentages of Nano ZnO on the mechanical and microstructural properties of concrete has been investigated. The studied properties were setting times, compressive strength, hydration degree, reaction with calcium hydroxide and microstructural analysis by scanning electron microscopy images (SEM). Moreover, with regards to the photocatalytical properties of this material, the influence of nano ZnO on the removal of a type of algae was scrutinized. The results indicate that nano-ZnO could significantly increase the initial and final setting times, leading to the slow formation of microstructure at very early ages.Furthermore, the photocatalytic investigation showed that the mortar surfaces containing these nanoparticles could prevent the growth of the blue-green algae.
    Keywords: nano zinc oxide, cement based materials, durability, mechanical properties, algae
  • علیرضا نیکخواه، سید حسام مدنی*، جواد سلاجقه
    روسازی بتن غلتکی یکی از انواع متداول روسازی های صلب است که درسطح گسترده ای مورداستفاده قرارمی گیرد. پیش بینی عملکرد دوام و مقاومت رویه های بتن غلتکی با توجه به پارامترهای اولیه طرح مخلوط به ارتقاء عمر مفید این روسازی ها کمک شایانی خواهد نمود. هدف از مطالعه آزمایشگاهی حاضر بررسی تاثیر شاخص جرم حجمی خشک بر مقاومت فشاری و برخی پارامترهای دوام می باشد. در این راستا براساس روش آماری رویه پاسخ 9 طرح اختلاط با احتساب دو تکرار برای هر مخلوط (در مجموع 18 مخلوط) طراحی و ساخته شد. با توجه به تحلیل نتایج آزمایشگاهی، مدل ها و کانتورهای جرم حجمی خشک، مقاومت فشاری و معیارهای دوام تا سن 180 روز ارائه گردیده است. نتایج نشان می دهدکه بر خلاف بتن معمولی صرفا کاهش آب به سیمان در یک مقدار سیمان مشخص سبب ارتقاء خواص دوام نخواهد شد و یک تعامل موثر بین مقدار سیمان و نسبت آب به سیمان که سبب حصول چگالی بیشینه گردد به بهبود خواص دوام منجر می شود. لیکن مقدار مقاومت فشاری همبستگی مناسبی با چگالی بیشینه نداشته است.
    کلید واژگان: بتن غلتکی روسازی راه, جرم حجمی خشک بتن, دوام بتن, روش رویه پاسخ
    Alireza Nikkhah, Hesam Madani *, Javad Salajegheh
    In the current study, the response surface methodology has been used for designing of the experiments. Considering the conventional soil-compaction method, the main factors investigated include cement and w/c contents. The upper and lower levels of the factors of cement and w/c content were 308-392 kg/m3 and 0.34-0.39, respectively. The dry specific weighs, compressive strengths, permeable voids, and capillary absorption coefficients were determined according to the ASTM D 1557, ASTM C39, ASTM C642 and ASTM C1585 at ages up to 180 days, respectively.
    Using the statistical analyses, the prediction models and contours of the durability characteristic and 28 day compressive strength were derived. The analysis of variance (ANOVA) was also performed on the results to estimate the significance of the factors. It could be concluded that the terms of the cement content, w/c and their interaction significantly influenced the responses of the compressive strength, dry specific weight, water absorption and permeable voids. The results also indicated that by obtaining an optimum level of dry density one could reach the lowest level of permeable voids and water absorption into the concrete. This is achieved by adjusting the interaction of cement content and w/c content. However, no meaningful correlation was found between the dry density and capillary absorption coefficient. This indicates that the tortuously and continuously of microstructure may be independent from the dry density. However, similar contour trends were obtained for the dry density and capillary absorption coefficient.
    Keywords: Roller Compacted Concrete Pavement (RCCP), Response Surface Method, Dry Density, Durability, Compressive Strength
  • Hesam Madani *, Ali Akbar Ramezanianpour, Masoud Shahbazinia, Vahid Bokaeian, Shahin Ahari
    This paper aims at investigating the influence of partial replacement of Portland cement with ultrafine fillers compared to limestone powder on the durability and mechanical characteristics of concrete. For this purpose, ultrafine calcium carbonate materials with different specific surface areas of 9.7 and 15.1 m2/g and limestone powder (0.72 m2/g) were used. The results indicate that the ultrafine fillers enhanced the durability properties compared to the mixtures containing limestone. For instance, ultrafine fillers provided up to 20% higher concrete surface resistivity and 20% lower rapid chloride migration test (RCMT) coefficient, while limestone mixes showed equal or even lower durability levels compared to the plain mixture with 0% supplementary cementitious materials. The influence of filler materials on the compressive strength was not significant. However, regardless of the surface area, incorporating filler materials at levels up to 5% led to somewhat higher compressive strengths compared to the plain mixture. Generally, it seems that using finer fillers may lead to more durable concrete mixes.
    Keywords: Concrete Mixture, durability, Limestone Powder, Strength, Ultrafine Filler
  • محمد کوشافر، سید حسام مدنی
    امروزه به طور وسیعی از پوزولان ها به عنوان مواد جایگزین سیمان استفاده می شود. عملکرد بسیار مطلوب دوده سیلیسی در ارتقاء خواص مکانیکی و دوام بتن و پیشرفت های اخیر نانوتکنولوژی سبب جلب توجه جامعه مهندسی برای استفاده از نانوسیلیس ها در ارتقاء خواص بتن شده است. در دهه های اخیر حجم گسترده ای از مطالعات به بررسی تاثیر نانوسیلیس ها بر خواص موادپایه سیمانی پرداخته اند. استفاده از نانوسیلیس به عنوان پوزولان جایگزین سیمان، در بسیاری از موارد بهبود خواص از جمله خواص مکانیکی و دوام را نشان داده و باعث افزایش عمر مفید سازه های بتنی شده است. البته با توجه به گستردگی انواع نانو سیلیس ها مطالعه بر روی برخی از انواع آن ها کمتر صورت گرفته است. از جمله نانو سیلیس هایی که بسیار کم مورد بررسی قرار گرفته اند، ژل های نانو سیلیس هستند. این مواد می توانند کاربردهای گسترده ای به ویژه در ملات های خشک پیدا کنند. هدف از انجام این مطالعه ارائه روشی برای تولید ژل نانو سیلیس و همچنین بررسی تاثیر آن روی خواص ملات های سیمانی می باشد. نتایج نشان دهنده عملکرد مناسب ژل نانوسیلیس در روند کسب مقاومت فشاری در سنین اولیه می باشد. همچنین بهبود در ریزساختار به سبب کاهش نفوذ پذیری آب و یون های کلراید مشاهده می گردد. بهبود خواص مقاومتی و ریز ساختار با افزایش درصد جایگزینی افزایش می یابد.
    کلید واژگان: ژل نانو سیلی, دوده سیلیسی, مقاومت فشاری, دوام, مواد پایه سیمانی
    Mohammad Koshafar, Hesam Madani
    Nowadays, pozzolans are used as cement replacement materials. In recent decades, a large number of studies have investigated the effect of nano silica on the properties of cement based materials. In many cases it has been shown that the use of nano silica as a pozzolan could improve the properties such as mechanical properties and durability of concrete and it has caused to increase service life of structures. Due to the large variety of nano-silica, some of them such as nano silica gel have been studied scarcely. Nano silica gel could have widespread applications, especially in dry mortars. The aim of this study is to provide a method for the production of nano-silica gels and their effects on the properties of cement mortars. The results indicate the good performance of nano silica gel in the process of compressive strength development at early ages. Furthermore, the microstructure was improved considering the results of water permeability and Rapid chloride Migration Test (RCMT) at 28days. By increasing the percent of substitution, strength properties and microstructure were improved.
    Keywords: Nano Silica Gel, Silica Fume, Compressive Strength, Durability, Cement Based Materials
بدانید!
  • 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.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال