جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه "سرباره کوره آهنگدازی" در نشریات گروه "عمران"
تکرار جستجوی کلیدواژه «سرباره کوره آهنگدازی» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»-
یکی از معایب مصرف بتن معمولی در روسازی راه ها، مقاومت پایین آن در برابر بارهای وارده ترافیکی می باشد. اما امروزه دانشمندان با بکارگیری از مصالح نوینی مانند سرباره کوره آهنگدازی در ترکیب بتن، توانسته اند میزان مقاومت بتن را بهبود ببخشند. این مصالح دارای موادی چسباننده و پر کننده نظیر آلومینات و سیلیکات هستند که پس از فرایند واکنش شیمیایی با محلول های قلیایی، بهبود مقاومت در بتن را تضمین می کنند. هدف این پژوهش آزمایشگاهی، ساخت بتن با مقاومت بالاتر نسبت به بتن معمولی مصرفی در روسازی راه ها است، در این راستا یک طرح اختلاط از بتن معمولی با عیار سیمان450 کیلوگرم بر متر مکعب ساخته شد. یک طرح اختلاط نیز از بتن قلیافعال بر پایه سرباره کوره آهنگدازی ساخته شد تا میزان سرعت عبور پالس اولتراسنیک (UPV) بتن تحت دمای محیط و حرارت 500 درجه سلسیوس، در سن عمل آوری90 روزه مورد مقایسه و ارزیابی قرار گیرد. در ادامه آزمون های طیف سنجی پراش اشعه ایکس (XRD) و تصویر برداری توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) به منظور بررسی بیشتر و راستی آزمایی نتایج آزمون UPV، در سن عمل آوری90 روزه در دمای محیط و تحت حرارت 500 درجه سلسیوس بر روی نمونه های بتنی انجام گرفت. بر اساس نتایج حاصله، میزان UPV در دمای محیط، برای بتن معمولی به مقدار 5930 متر بر ثانیه و برای بتن قلیافعال به مقدار 4920 متر بر ثانیه کسب گردید که اختلاف 03/17 درصدی را دارا بود. با اعمال حرارت به نمونه های بتنی، میزان افتUPV در بتن معمولی به مقدار 26/37 درصد و در بتن قلیافعال به میزان 93/45 درصد رسید. نتایج آزمون های XRD و SEM ضمن هماهنگی با یکدیگر، در همپوشانی با نتایج حاصل از آزمون UPV قرار داشتند.کلید واژگان: بتن قلیافعال, سرباره کوره آهنگدازی, سرعت عبور اموج فراصوت (UPV), طیف سنجی پراش اشعه ایکس (XRD), میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)One of the disadvantages of using conventional concrete in road paving is its low resistance to traffic loads. But today, scientists have been able to improve the strength of concrete by using new materials such as slag in the composition of concrete. These materials contain adhesives and fillers such as aluminate and silicate, which ensure the improvement of strength in concrete after the process of chemical reaction with alkaline solutions. The purpose of this laboratory research is to make concrete with higher strength than ordinary concrete used in road pavement. In this regard, a mixing plan was made of ordinary concrete with a cement grade of 450 kg/m3. A mixing design was also made of fermented concrete based on composite kiln slag to compare and evaluate the ultrasonic pulse (UPV) rate of concrete under ambient temperature and temperature of 500 °C, at a 90-day curing age. Continuation of X-ray diffraction (XRD) spectroscopy and scanning electron microscopy (SEM) imaging tests to further evaluate and verify the UPV test results at 90 days of processing at ambient temperature and 500 °C on the sample Concrete works were carried out. Based on the results, the amount of UPV at ambient temperature was 5930 m/s for ordinary concrete and 4920 m/s for alkaline concrete, which had a difference of 17.03%. By applying heat to concrete samples, the rate of UPV drop in ordinary concrete was 37.26% and in quilted concrete was 45.93%. The results of XRD and SEM tests were in agreement with each other and overlapped with the results of UPV test.Keywords: Active Alkali Concrete, Blast Furnace Slag, Ultrasonic Wave Passage Velocity (UPV), X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM)
-
امروزه، بکارگیری از نانو مواد در علوم مختلف چشم انداز گسترده ای پیدا کرده است. در این راستا، افزودنی هایی در مقیاس نانو در صنعت بتن با هدف بهبود خواص مکانیکی و دوام بتن، مورد توجه محققان قرار گرفته دارد. در تهیه بتن ژیوپلیمری، مصالحی حاوی مواد آلومینوسیلیکاتی فراوان با محلول قلیایی ترکیب می شوند. در این پژوهش آزمایشگاهی به ساخت یک طرح اختلاط از بتن شاهد حاوی سیمان پرتلند پرداخته شد. سپس بتن ژیوپلیمر سرباره ای در سه طرح اختلاط حاوی 0، 4 و 8 درصد نانوسیلیس ساخته شد (در مجموع 4 طرح اختلاط). در ادامه، آزمون تصویربرداری میکروسکوپ الکترونی (SEM) در سن عمل آوری 90 روزه و آزمون های نفوذپذیری آب، مقاومت فشاری و مدول الاستیسیته در سن عمل آوری 7 و 28 روزه در دمای اتاق، بر روی نمونه های بتنی انجام شد. نتایج آزمایشگاهی حاکی از این موضوع است که افزایش سن عمل آوری بتن، موجب بهبود نتایج مقاومت فشاری، مدول الاستیسیته و نفوذپذیری آب شده است. در آزمون های نفوذپذیری آب، مدول الاستیسیته و مقاومت فشاری، افزودن 8 درصد نانوسیلیس به ترکیب بتن ژیوپلیمری، به ترتیب موجب بهبود 26، 13 و 19 درصدی نتایج نسبت به طرح بتن ژیوپلیمری فاقد نانوسیلیس در سن 28 روزه پس از عمل آوری گردید.کلید واژگان: بتن ژئوپلیمری, سرباره کوره آهنگدازی, نانوسیلیس, خواص مکانیکی, دوام بتنToday, the use of nanomaterials in various sciences has found a wide perspective. In this regard, nanoscale additives in the concrete industry with the aim of improving the mechanical properties and durability of concrete, have been considered by researchers. In the preparation of geopolymer concrete, materials containing abundant aluminosilicate materials are combined with alkaline solution. In this laboratory study, a mixing design was made of control concrete containing Portland cement. Then, slag geopolymer concrete was made in three mixing designs containing 0, 4 and 8% nanosilica (4 mixing designs in total). Then, SEM test at 90 days of curing age and tests of water permeability, compressive strength and modulus of elasticity at 7 and 28 days of curing at room temperature were performed on concrete samples. Laboratory results indicate that increasing the curing age of concrete has improved the results of compressive strength, modulus of elasticity and water permeability. In the test of water permeability, modulus of elasticity and compressive strength, the addition of 8% nanosilica to geopolymer concrete improved the results by 26, 13 and 19%, respectively, compared to the design of nanosilica-free geopolymer concrete at 28 days after curing.Keywords: Geopolymer concrete, Blast furnace slag, nano silica, Mechanical properties, Durability Concrete
-
در دهه های اخیر، به کارگیری مصالح قلیایی در بتن به دلیل خواص پوزولانی و وجود مواد آلومینوسیلیکاتی با خواص پرکنندگی و چسبندگی زیاد، چشم انداز گسترده ای در صنعت بتن پیدا کرده است. به کارگیری این نوع بتن (با توجه به مزایای برتر نسبت به بتن معمولی) در روسازی راه ها می تواند موجب بهبود استحکام و افزایش عمر مفید راه ها گردد. در این پژوهش آزمایشگاهی، یک نسبت مخلوط از بتن معمولی با عیار سیمان 450 کیلوگرم بر متر مکعب ساخته شد. یک نسبت مخلوط نیز از بتن قلیافعال بر پایه سرباره کوره آهنگدازی ساخته شد تا میزان مدول الاستیسیته بتن تحت دمای محیط و دمای 500 درجه سلسیوس، در سن عمل آوری 90 روزه مورد مقایسه و ارزیابی قرار گیرد. در ادامه، طیف سنجی پراش اشعه ایکس (XRD) و تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) به منظور بررسی بیشتر و راستی آزمایی نتایج حاصل از آزمون مدول الاستیسیته، در سن عمل آوری 90 روزه در دمای محیط و تحت دمای 500 درجه سلسیوس روی نمونه های بتنی انجام گرفت. مدول الاستیسیته در دمای محیط، برای بتن معمولی به مقدار 32 گیگاپاسکال و برای بتن قلیافعال به مقدار 35 گیگاپاسکال به دست آمد که اختلاف 8 درصدی داشتند. با اعمال حرارت بالا به نمونه های بتنی، میزان افت مدول الاستیسیته در بتن معمولی به مقدار 59 درصد و در بتن قلیافعال به میزان 42 درصد رسید. نتایج XRD و SEM ضمن هماهنگی با یکدیگر، در همپوشانی با نتایج حاصل از آزمون مدول الاستیسیته قرار گرفتند.کلید واژگان: سرباره کوره آهنگدازی, مدول الاستیسیته بتن, طیف سنجی پراش اشعه ایکس, میکروسکوپ الکترونی روبشیIn recent decades, the use of alkaline materials in concrete has found a wide perspective in the concrete industry due to its pozzolanic properties and the presence of aluminosilicate materials with high filling and adhesion properties. The use of this type of concrete (due to its superior advantages over ordinary concrete) in paving roads can improve the strength and increase the useful life of roads. In this laboratory research, a mixture ratio of normal concrete with a cement grade of 450 kg/m3 was made. A mixture ratio was also made of activated alkali concrete based on blast furnace slag to compare and evaluate the modulus of elasticity of concrete under ambient temperature and heat of 500 ℃, at the age of 90 days. Next, X-ray Diffraction Spectroscopy (XRD) and Scanning Electron Microscope (SEM) tests were carried out in order to further investigate and verify the results of the modulus of elasticity test, at the processing age of 90 days at ambient temperature and It was done on concrete samples under the heat of 500 ℃. The modulus of elasticity at ambient temperature was 32 GPa for ordinary concrete and 35 GPa for activated alkali concrete, which had a difference of 8%. By applying heat to concrete samples, the amount of modulus of elasticity drop in normal concrete reached 59% and in activated alkali concrete 42%. The results of the XRD and SEM tests were in agreement with each other and overlapped with the results of the modulus of elasticity test.Keywords: Active Alkali Concrete, Blast Furnace Slag, Concrete Modulus of Elasticity, X-ray diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM)
-
در این تحقیق آزمایشگاهی بمنظور بررسی اثرات ناشی از مصرف سرباره کوره آهنگدازی و نانوسیلیس بر روی ریزساختار بتن ژیوپلیمری و مقایسه آن با ویژگی های بتن کنترل حاوی سیمان پرتلند، 1 طرح اختلاط از بتن کنترل و 3 طرح اختلاط از بتن ژیوپلیمری حاوی 92، 96 و 100 درصد سرباره کوره آهنگدازی به ترتیب به همراه 0، 4 و 8 درصد نانوسیلیس ساخته شد، این طرح ها در سنین 7 و90 روزه تحت آزمایش های تصویر برداری میکروسکوپ الکترونیک روبشی (SEM)، طیف سنجی پراش اشعه ایکس (XRD) و طیف سنجی فلورسانس اشعه ایکس (XRF) قرار گرفتند، در ادامه به منظور بررسی اثر تغییرات ریزساختار بر کلان ساختار بتن، آزمون های تعیین مقاومت فشاری و مقاومت کششی بر روی نمونه های بتنی در سن 90 روز انجام پذیرفت. بررسی تصاویر اخذ شده از آزمون SEM، نشان از برتری ریزساختاری ماتریس سیمان ژیوپلیمری در تمامی طرح ها، نسبت به ریزساختار بتن کنترل حاوی سیمان پرتلند می باشد، همچنین در نمونه های بتنی قرار گرفته در معرض دمای اتاق و پس از اعمال حرارت بالا (500 درجه سلسیوس)، آثار بهبود و انسجام در ریزساختار بتن ژیوپلیمری با توجه به حضور نانو ذرات سیلیس مشهود است، در این راستا وجود 8 درصد نانوسیلیس در مخلوط4 (بتن ژیوپلیمری)، موجب تسریع فرایند واکنش پذیری و افزایش حجم تولید ژل های هیدراته ناشی از ژیوپلیمریزاسیون، در مقایسه با سایر مخلوط های بتن ژیوپلیمری (حاوی 0 و 4 درصد نانوسیلیس) گردید. در تصاویر نمونه های بتنی حرارت دیده شده در دمای 500 درجه سلسیوس، نشانه هایی از تضعیف در ریزساختار بتن نسبت به تصاویر اخذ شده از بتن در دمای اتاق دیده می شود. نتایج حاصل از آزمون XRF حاکی از حضور بیشترین مقدار از عناصر اکسیدسیلیس و اکسیدآلومینیوم (از عوامل اصلی در نقش بهبود تراکم در ریزساختار بتن)، به ترتیب در ترکیب طرح های 4 و 2 به میزان 36 و 8 درصد می باشد. قله های بلند ایجاد شده در نمودار طیف های XRD، اغلب در نواحی با زوایای (θ2) 28 درجه رخ داده است و ارتفاع آنها به تناسب میزان حضور ذرات آلومینوسیلیکاتی در مخلوط های بتن، متغیر است. اعمال حرارت بالا در نمونه های بتنی موجب افت در نتایج حاصل از آزمون XRD گردیده است.
کلید واژگان: بتن ژئوپلیمر, سرباره کوره آهنگدازی, نانوسیلیس, ریزساختار بتن, میکروسکوپ الکترونیک روبشیToday, in order to reduce the harmful effects of the environment and increase the mechanical properties and durability of concrete, particles with high pozzolanic properties are used as a suitable alternative to ordinary cement in concrete. And filler, as an alternative to cement, has attracted the attention of researchers. In this laboratory study to investigate the effects of slag and nanosilica slag consumption on the microstructure of geopolymer concrete and compare it with the characteristics of control concrete containing Portland cement, 1 mixing design of control concrete and 3 mixing designs of geopolymer concrete containing 92, 96 and 100% composite kiln slag was fabricated with 0, 4 and 8% nanosilica, respectively. X-ray fluorescence (XRF) was performed. In order to investigate the effect of microstructural changes on the macro structure of concrete, compressive strength and tensile strength tests were performed on concrete samples at 90 days of age. Examination of the images obtained from the SEM test shows the superiority of the microstructure of the geopolymer cement matrix in all designs, compared to the microstructure of the control concrete containing Portland cement. Celsius), the effects of improvement and cohesion in the microstructure of geopolymer concrete are evident due to the presence of silica nanoparticles, in this regard, the presence of 8% nanosilica in mixture 4 (geopolymer concrete), accelerates the reactivity process and increases the volume of hydrated gels Geopolymerization was compared to other geopolymer concrete mixtures (containing 0 and 4% nanosilica). Images of concrete samples heated to 500 ° C show signs of weakening of the concrete microstructure compared to images taken of concrete at room temperature. The results of XRF test indicate the presence of the highest amount of oxidilica and aluminum oxide (the main factors in improving the density in the microstructure of concrete), in the combination of designs 4 and 2 by 36 and 8%, respectively. The high peaks created in the XRD spectrum diagram often occur in areas with angles (θ2) of 28 °, and their height varies according to the presence of aluminosilicate particles in the concrete mix. The application of high heat to the concrete specimens caused a decrease in the results of the XRD test. Evaluations performed on the results of the test to determine the compressive strength and tensile strength in concrete, showed coordination and overlap with the results of microstructural tests in this study.
Keywords: Geopolymer Concrete, Blast furnace slag, Nanosilica, Concrete Microstructure, Scanning electron microscope -
استفاده از پوزولان ها به منظور ساخت بتن هایی با خصوصیات مکانیکی مناسب و با دوام در دهه اخیر جایگاه ویژه ای یافته است؛ در این تحقیق با بهره گیری از سه نوع پوزولان پرمصرف، یعنی میکروسیلیس، خاکستر پوسته برنج و سرباره کوره آهن گدازی، تلاش شد بتنی با خصوصیات مکانیکی مناسب ساخته شود. آزمایش مقاومت فشاری در سنین7، 28و90روزه انجام پذیرفت. در این تحقیق سعی شد دامنه وسیعی از مقادیر جایگزین پوزولان در نظر گرفته شود، تا علاوه بر اطلاع از نحوه تاثیر گذاری این پوزولان ها، درصد بهینه برای هر یک از پوزولان های مصرفی نیز مشخص شود. نتایج آزمایش نشان داد که تاثیر استفاده از میکروسیلیس به صورت جداگانه از سرباره کوره آهن گدازی و خاکستر پوسته برنج بیشتر می باشد. بعلاوه، تاثیر استفاده از پوزولان ها به صورت ترکیبی در بهبود مقاومت فشاری نمونه های بتنی مثبت بوده و تنها در سنین اولیه موجب کاهش مقاومت فشاری می شود. به استثنای نمونه های حاوی مقادیر کم پوزولان، سایر نمونه های ساخته شده موجب افت مقاومت فشاری در سنین اولیه می شوند. احتمال کلوخه شدن پوزولان ها می تواند عاملی مهم در افت مقاومت ناشی از استفاده زیاد از آنها باشد. شبکه عصبی مصنوعی پیشنهادی بر مبنای داده های آزمایشگاهی این تحقیق به خوبی توانست مقادیر مقاومت فشاری استوانه ای نمونه های بتنی را پیش بینی کند. با استفاده از نتایج شبکه عصبی، مقادیر بهینه استفاده از پوزولان های مورد نظر در این تحقیق به منظور دستیابی به بیشینه مقاومت فشاری تعیین گردید.
کلید واژگان: میکروسیلیس, سرباره کوره آهنگدازی, خصوصیات مکانیکی, پوزلان, شبکه عصبی مصنوعیThe use of pozzolans to make concrete with suitable and durable mechanical properties has found a special place in the last decade; because the use of these materials reduces the consumption of cement and consequently reduces environmental pollution. In the meantime, knowing the optimal amount as well as the effect of pozzolans has been an important and challenging aspect that many researchers have focused on. In this study, an attempt was made to make concrete with suitable mechanical properties using three types of high-consumption pozzolans, namely microsilica, rice husk ash and furncae slag. The compressive strength of 7, 28, and 90 days, as well as the three-point flexural strength of the experiments, was performed separately and in combination to investigate the effect of the use of these pozzolans. In this study, a wide range of alternative values of pozzolan was considered so that in addition to knowing how these pozzolanes are affected, the optimal percentage for each of the pozzolanes used can also be determined. Experimental results have shown that the effect of using microsilica separately from furncae slag is more severe. In addition, the effect of the utilization of pozzolans in combination is positive in improving the compressive strength of concrete specimens and only reduces the compressive strength at an early age. With the exception of samples containing low levels of pozzolan, other specimens cause a decrease in compressive strength at an early age. The potential for pozzolans can be an important factor in reducing resistance to overus. The electrical resistance of concrete samples containing pozzolan was higher than the control specimen, which indicates a denser structure of concrete at the age of 90. The proposed artificial neural network based on the experimental data was able to predict the compressive strength of concrete containing different pozzolan in various ages.
Keywords: Microsilica, composite kiln slag, Mechanical properties, Pozzolan, Artificial Neural Network -
در راستای رسیدن به محیط زیستی سالم و بدون آلاینده هایی همچون گازهای گلخانه ای و همچنین حل مشکل کم آبی و کاهش آب های زیر زمینی و در جهت استفاده از فرآورده های جانبی تولید شده در زمان فرآوری مصالحی همچون آلیاژهای آهن، فولاد و مس و... از بتن قلیا فعال با پایه سرباره در صنعت ساخت و ساز استفاده می شود. بتن متخلخل دارای مزایای اقتصادی و محیط زیستی همچون جلوگیری از بروز آب گرفتگی در معابر به هنگام بارندگی و افزایش ذخایر آبهای زیرزمینی و مواردی دیگر است. بتن قلیا فعال با پایه سرباره از طریق فعال سازی پوزولان های طبیعی و پسماندهای صنعتی حاوی سیلیکات سدیم با محلول های سیلیکات قلیایی و هیدروکسید قلیایی عمل آوری می شوند. در این پژوهش نحوه عملکرد بتن متخلخل سرباره ای قلیا فعال با مقادیر متفاوت مولاریته سدیم هیدروکسید و نسبت ترکیب های متفاوت سدیم هیدروکسید به سدیم سیلیکات که همراه با سرباره کوره بلند آهنگدازی به دست آمده است از لحاظ خواص مکانیکی مورد بررسی قرار می دهد بدین صورت که میزان مقاومت فشاری، خمشی و نفوذپذیری نمونه ها آزمایش قرار گرفت. آزمایش ها بر روی 9 سری نمونه با سه غلظت 8، 12و 16 مولار محلول هیدروکسید سدیم و سه نسبت ترکیبی سیلیکات سدیم به هیدروکسید سدیم 1، 2و 3 در سنین 7، 14 و 28 روزه انجام گرفت. بررسی نتایج آزمایشگاهی نشان می دهد که این نوع بتن مقاومت اولیه خوبی کسب کرده است. مقاومت فشاری این بتن در سن 14 روزگی و مقاومت خمشی آن در سن 7 روزگی به 75 درصد از مقاومت 28 روزگی خود رسیده است که دستیابی به این میزان در این سن قابل توجه است. با افزایش مقادیر مولاریته و نسبت ترکیب سدیم سیلیکات به سدیم هیدرکسید این بتن با افزایش مقاومت فشاری و خمشی همراه شده است به گونه ای که با افزایش نسبت سدیم سیلیکات به سدیم هیدروکسید مقادیر سبب 20 تا 25 درصد افزایش در میزان مقاومت فشاری و 9 تا 13 درصد افزایش در میزان مقاومت خمشی شده است. این در حالیست که افزایش این مقاومت ها با کاهش میزان نفوذپذیری آب در بتن متخلخل سرباره ای قلیا فعال همراه است که این کاهش برابر با 20تا 30 درصد کاهش در میزان نفوذپذیری است.
کلید واژگان: بتن متخلخل, قلیا فعال, سرباره کوره آهنگدازی, سدیم هیدروکسید, سدیم سیلیکاتAlkali-activated concretes with slag base as new materials could be used to achieve a healthy environment without pollutants such as greenhouse gases and to solve the problems of water shortage and groundwater resources and use by-products produced during the processing of materials such as iron, steel and copper alloys for construction projects. On the other hand, porous concretes have economic and environmental potentials such as preventing flooding, increasing groundwater reserves, decreasing the flow of surface water. Slag-based alkaliactivated concretes have been synthesized by natural pozzolans and industrial wastes such as sodium silicate with alkaline silicate and alkali hydroxide solutions. In the current study, the performance of alkali-activated porous concrete with the different amounts of sodium hydroxide molarity and the ratio of sodium hydroxide to sodium silicate has been investigated in terms of mechanical properties such as compressive strength. The flexibility and permeability of the specimens were also investigated. The tests have been performed on 9 series of samples with three values of 8, 12 and 16 Molar of sodium hydroxide and three ratios of sodium silicate to sodium hydroxide 1, 2 and 3 under curing times of 7, 14 and 28 days. The test results show that the alkali-activated porous concrete indicated a higher initial strength compared to conventional porous concretes. The compressive strength at curing time of 14 days and flexural strength at curing time of 7 days were about 75% of its strength at curing time of 28 days which is significant. The compressive and flexural strengths have been increased with the increasing of molarity and the ratio of sodium silicate to sodium hydroxide about 20 to 25% and 9 to 13%, respectively. However, the permeability decreases with the increasing of molarity of sodium hydroxide solution or the ratio of sodium silicate to sodium hydroxide.
Keywords: Porous concrete, Activated alkali, Iron furnace slag, Sodium Hydroxide, Sodium silicate -
انتخاب نوع بتن مصرفی و استحکام بالا در سازه سدهای بتنی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. این تحقیق آزمایشگاهی به تولید بتن قلیافعال سرباره ای حاوی 0، 4 و 8 درصد نانوسیلیس و 1 و 2 درصد الیاف پلی الفین در 5 طرح اختلاط پرداخته شده است. یک طرح از بتن کنترل حاوی سیمان پرتلند، بمنظور مقایسه با نتایج آزمون های حاصل از بتن قلیافعال تهیه شد. آزمون های مدول الاستیسیته، مقاومت ضربه ای چکش افتان و تصاویر میکروسکوپ الکترونیک روبشی در سن عمل آوری 90 روزه بر روی نمونه های بتنی انجام شد. افزودن نانوسیلیس به بتن قلیافعال موجب بهبود (طرح4 نسبت به طرح2) در آزمون مدول الاستیسیته و انرژی جذب شده در آزمون ضربه به ترتیب به میزان 42/13 و 36/36 درصد گردید. این برتری با افزودن الیاف به بتن، به ترتیب به میزان 05/7 درصد و 26/8 برابر ارتقا یافت. نتایج حاصل از آزمون SEM در همپوشانی با سایر نتایج است.
کلید واژگان: بتن قلیافعال, مقاومت ضربه ای, مدول الاستیسیته, سرباره کوره آهنگدازی, نانوسیلیسThe choice of concrete consumption and high strength in the structure of concrete dams is of particular importance. In this laboratory research, slag alkaline concrete containing 0, 4 and 8% nanosilica and 1 and 2% polyolefin fibers has been produced in 5 mixing designs. A design of control concrete containing Portland cement was prepared to compare with the test results of reinforced concrete. Modulus of elasticity, impact resistance of falling hammer and scanning electron microscope images were performed on concrete samples at 90 days of processing age. Addition of nanosilica to reinforced concrete improved (Module 4 compared to Scheme 2) in the modulus of elasticity test and the energy absorbed in the impact test by 13.42% and 36.36%, respectively. This superiority was increased by 7.5% and 8.26 times by adding fibers to concrete, respectively. The results of the SEM test overlap with other results.
Keywords: Active alkali concrete, Impact resistance, Modulus of elasticity, Composite kiln slag, Nanosilica -
تولید سیمان همواره با چالش های زیست محیطی ناشی از انتشار گاز دی اکسید کربن همراه بوده است، از طرفی تولید سیمان فرایندی انرژی بر است و منجر به مصرف سوخت های فسیلی فراوان می گردد، در راستای حل این مشکل، تولید بتن ژیوپلیمر در دستور کار محققین قرار گرفت تا ضمن کاهش اثرات منفی ناشی از تولید سیمان، دارای خواصی برتر نسبت به بتن معمولی باشد. ماتریس سیمان ژیوپلیمری به دلیل تولید ژل های هیدراته فراوان، دارای تراکم و انسجام بیشتری نسبت به ماتریس سیمان پرتلند می باشد و این امر دلیل اصلی افزایش مقاومت این نوع از بتن در مواجهه با حرارت بالا نسبت به بتن معمولی است. در این پژوهش به بررسی آزمایشگاهی تاثیر حرارت بر خصوصیات مکانیکی بتن ژیوپلیمر سرباره ای حاوی0 تا 8 درصد نانوسیلیس و 1 تا 2 درصد الیاف پلی الفین در سن عمل آوری 90 روزه پرداخته شد و بمنظور بررسی ریزساختاری از آزمایش هایXRF، XRD و SEM استفاده گردید. در طرح بهینه بتن ژیوپلیمر سرباره ای (حاوی 8 درصد نانوسیلیس و فاقد الیاف)، شاهد کاهش 8 و 44 درصدی مقادیر نتایج بعد و قبل از حرارت در آزمون های مقاومت فشاری و تعیین سرعت پالس التراسونیک بتن بودیم در حالیکه در بتن کنترل، کاهش نتایج به میزان 38 و 37 درصد رسید. در بتن ژیوپلیمر سرباره ای حاوی 8 درصد نانوسیلیس و 2 درصد الیاف، مقاومت کششی و مدول الاستیسیته برابر 14 و 34 درصد کاهش نتایج بعد و قبل از حرارت را نشان داد، برای بتن کنترل این ارقام به میزان 51 و 59 درصد کاهش در نتایج حاصله رسید، نتایج آزمون ضربه چکش افتان نیز کاهش مقاومت بتن در معرض حرارت در برابر ضربات چکش را دارا بود. در پایان، بررسی های ریزساختاری در همپوشانی و هماهنگی با نتایج حاصله از آزمون های این پژوهش بودند.
کلید واژگان: بتن ژئوپلیمری, سرباره کوره آهنگدازی, نانوسیلیس, الیاف پلی الفین, خواص مکانیکیCement production has always been associated with environmental challenges due to carbon dioxide emissions. On the other hand, cement production is an energy-intensive process and leads to the consumption of abundant fossil fuels. In order to solve this problem, the production of geopolymer concrete is on the agenda. The researchers decided to reduce the negative effects of cement production and have superior properties than ordinary concrete . Geopolymer cement matrix, due to the production of abundant hydrated gels, has a higher density and cohesion than the Portland cement matrix, and this is the main reason for increasing the resistance of this type of concrete to high heat compared to ordinary concrete. In this study, the effect of heat on the mechanical properties of slag geopolymer concrete containing 0 to 8% nanosilica and 1 to 2% polyolefin fibers at 90 days of processing age was investigated and XRF, XRD and SEM experiments were used to study the microstructure. In the optimal design of slag geopolymer concrete (containing 8% nanosilica and free of fibers), we saw a decrease of 8 and 44% in the values after and before heating in compressive strength tests and determination of ultrasonic pulse speed of concrete, while in control concrete, the results decreased Reached 38 and 37 percent. In slag geopolymer concrete containing 8% nanosilica and 2% fibers, tensile strength and modulus of elasticity equal to 14 and 34% showed results after and before heating, for control concrete these figures decreased by 51 and 59% in the results. Received, the results of the falling hammer impact test also had a reduction in the resistance of heat-exposed concrete to hammer blows. In the end, the microstructural studies were in overlap and in coordination with the results of the tests of this study.
Keywords: Geopolymer concrete, Blast furnace slag, nanosilica, Polyolefin fibers, Mechanical properties -
بررسی خواص سازه ای و هیدرولیکی بتن ژئوپلیمر سرباره ای حاوی نانوسیلیس و الیاف پلی الفین در سدهای بتنی
در پژوهش حاضر جهت ساخت بتن ژیوپلیمری بمنظور بکارگیری در سدهای بتنی، 6 طرح اختلاط شامل 288 عدد نمونه بتنی از بتن کنترل حاوی سیمان پرتلند و بتن ژیوپلیمری سرباره ای حاوی0 تا 8 درصد نانوسیلیس و 1 تا 2 درصد الیاف پلی الفین تهیه گردید که در سنین عمل آوری 7 ، 28 و 90 روزه تحت آزمایش های مکانیکی و دوام قرار گرفتند، بمنظور بررسی ریزساختاری در این پژوهش از آزمایش های XRF و SEM استفاده گردید. نتایج حاکی از بهبود میزان مقاومت فشاری، مقاومت کششی، نفوذ ناپذیری آب، عدم جذب مویینه آب برای بتن ژیوپلیمری حاوی 8 درصد نانوسیلیس و 2 درصد الیاف پلی الفین(بعنوان طرح بهینه) نسبت به بتن کنترل، به ترتیب به میزان 3%، 9%، 56 % و 65 برابر در سن 90 روز عمل آوری بود. در این راستا حداکثر مقدار مقاومت فشاری و مقاومت کششی کسب شده به ترتیب 96/82 و 51/5 مگاپاسکال و حداقل میزان نفوذ آب در بتن 13 میلیمتر و حداقل میزان سرعت جذب مویینه آب Cm/s1/2 049/0 برای بتن ژیوپلیمری بدست آمد. تصاویر SEM نشان از تقویت فرایند ژیوپلیمریزاسیون به واسطه تولید ژل های هیدراته بیشتر و بهبود ریزساختار بتن ژیوپلیمری با افزایش حضور نانو ذرات سیلیس بود.
کلید واژگان: بتن ژئوپلیمری, سرباره کوره آهنگدازی, نانوسیلیس, الیاف پلی الفین, سد بتنی ژئوپلیمریIn the present study, in order to make geopolymer concrete for use in concrete dams, 6 mixing designs including 288 concrete samples of control concrete containing Portland cement and slag geopolymer concrete containing 0 to 8% nanosilica and 1 to 2% polyolefin fibers were prepared. 7, 28 and 90 days processing were subjected to mechanical and durability tests. In order to study the microstructure in this study, XRF and SEM tests were used. The results show that the compressive strength, tensile strength, water impermeability, capillary water absorption for geopolymer concrete containing 8% nanosilica and 2% polyolefin fibers (as an optimal design) compared to control concrete, by 3%, respectively, 9 %, 56% and 65 times at 90 days of processing. In this regard, the maximum values of compressive strength and tensile strength obtained were 82.96 and 5.51 MPa, respectively, and the minimum amount of water penetration in concrete was 13 mm and the minimum rate amount of water capillary absorption was 0.049 Cm/s1/2 for geopolymer concrete. SEM images showed that the geopolymerization process was enhanced by producing more hydrated gels and improving the microstructure of geopolymer concrete by increasing the presence of silica nanoparticles.
Keywords: Geopolymer Concrete, Blast furnace slag, Nanosilica, Polyolefin fibers, Geopolymer Concrete Dam -
یکی از مهم ترین چالش های پیش روی مهندسی عمران علاوه بر هزینه، مشکلات اجرا مثل ویبره زدن بخصوص در مقاطع جدارنازک، روانی و حرکت بتن در مقاطع پرآرماتور و پیچیده، افزایش مقاومت با کاهش یا عدم استفاده از سیمان می باشد. هدف از این تحقیق، یک نوآوری در صنعت بتن بدون سیمان پرتلند است، که با الهام از تکنولوژی ژیوپلیمرها و ترکیب آن در بتن خودتراکم (SCC)، جهت تولید بتن پایدار، به منظور کاهش انتشار کربن حاصل از تولید سیمان پرتلند (PC) ایجاد می شود. در این راستا از سرباره کوره آهن گدازی به صورت آمورف (جایگزین سیمان) با استفاده از فعال کننده های قلیایی و بررسی آزمایشگاهی خصوصیات تازه (اسلامت فلو، T50، L-Box، قیف V و J رینگ) و خصوصیات سخت شده (مقاومت فشاری و کششی دو نیم شدن) بتن های ژیوپلیمرخودتراکم (SCGC) موردبررسی قرار گرفت. نتایج حاکی از پرشدن آسان بتن در بخش های باریک و محدود، بهبود تراکم، استحکام پیوستگی مناسب با آرماتور، کاهش تعمیر و نگهداری، کیفیت بهتر بتن، کسب مقاومت بیشتر در زمان کوتاه تر، افزایش حدود70 درصدی مقاومت 28 روزه و 86 درصدی مقاومت 90 روزه بتن ژیوپلیمرخودتراکم نوع III نسبت به بتن با سیمان پرتلند (بتن مرجع) با عیار ثابت400 کیلوگرم بر مترمکعب می باشد. همچنین از دیگر مزایا می توان به عدم نیاز به ویبره زدن، استفاده از ضایعات صنعتی و کاهش آلودگی هوا، بهبود خواص مکانیکی (طبق نتایج آماری مقاومت های فشاری تا 65 مگاپاسکال) و همچنین کاهش هزینه کلی ساخت وساز بتن های خودتراکم ژیوپلیمری نسبت به نرخ کسب مقاومت بتن های خودتراکم معمولی، بتن های خودتراکم با درصدهای مختلف سرباره، بتن های معمولی ژیوپلیمری و بتن های معمولی اشاره کرد. با توجه به گران بودن فعال کننده های قلیایی در کشور، نبود دستگاه ها و زیرساخت های لازم جهت تولید پودرسرباره، عدم اطلاعات کافی در زمینه دوام بتن های ژیوپلیمری پیش بینی شده است که نتایج این مطالعه دامنه بتن های خودتراکم ژیوپلیمری (SCGC) را گسترش داده و در نتیجه فرصت های جدیدی برای صنعت ساخت وساز ایجاد کند.
کلید واژگان: بتن ژئوپلیمرخودتراکم, بتن خودتراکم, فعال کننده های قلیایی, سیمانهای ژئوپلیمری, سرباره کوره آهنگدازیOne of the most important challenges facing civil engineering community besides cost, performance problems such as vibration, especially in thin sections, the smooth and concrete movement of reinforced and complex sections, is increased resistance with reducing or not using cement. The purpose of this research is to innovate in Portland cementless concrete industry, which is inspired by geopolymer technology and its incorporation in self-compacting concrete (SCC) to produce sustainable concrete, in order to reduce carbon emission from Portland cement (PC) production. In this regard, the furnaces slag as amorphous (cement replacement) and alkaline actuators are used and laboratory study was performed on the fresh properties (slump Flow, T50, L-Box, hopper V and J rings) and hardened properties (compressive and tensile strength). Results indicate easy filling in narrow sections, improved compression, good bonding strength, reduced maintenance, faster construction speed, about 70% increase in 28-day resistance and 86% in 90-day resistance of Type III geopolymer concrete with respect to Portland cement concrete (reference concrete) with constant grade of 400 kg / m3, Use of industrial waste and reduction of air pollution, Improve mechanical properties (according to statistical results of compressive strengths up to 65 MPa), Reduce the overall construction cost of self-compacting geopolymer concrete in comparison to the rate of acquisition of resistance of conventional self-compacting concrete, self-compacting concrete with different slag percentages, conventional geopolymer concrete and ordinary concrete. Due to the high cost of alkaline activators in the country, lack of equipment and infrastructure for slag powder, insufficient information on the durability of geopolymer concrete is predicted and thereby create new opportunities for the construction industry.
Keywords: Self-Compacting Geopolymer Concrete, Self-Compact Concrete, Alkali Activators, Geopolymer Cements, ground granulated blast furnace slag -
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 -
بتن فعال شده قلیایی یک ماده جدید و نوین در صنعت ساخت و ساز دارای عملکرد و کارایی مطلوب بوده که با مصرف پوزولان های طبیعی و پسماند های صنعتی حاوی سیلیکات آلومینیوم ، سازگار با محیط زیست می باشدو می تواند به عنوان یک مصالح جایگزن بتن سیمانی استفاده گرد. از سوی دیگر خصوصیات مکانیکی و دوامی این بتن تحقیقات بیشتر در مورد عوامل موثر بر این دو مشخصه را حائز اهمیت گردانیده است. در این مقاله سعی بر مطالعه ی ساخت بتن های پر مقاومت بر پایه سرباره کوره آهنگدازی با استفاده از محلول قلیایی فعال کننده پایه سدیم گردیده است که در آن سه غلظت مختلف 75/18 ،15و 25/11 مولار محلول هیدروکسید سدیم و سه نسبت ترکیبی سیلیکات سدیم به هیدروکسید سیدیم برابر با 2 ، 5/2 و3 مورد بررسی قرار گرفته اند. آزمونمقاومت فشاری نشان میدهد با کاهش غلظت محلول هیدروکسید سدیم به25/11 مولار خواص مکانیکی و این بتن کاهش می یابد و این در حالی است که با کاهش غلظت مولاریته محلول هیدروکسید سدیم از 75/18به 15 تغییرات چشمگیری در مقاومت مشاهده نمی گرددو آزمایش جذب آب حجمی در سن 28 روزگی بر روی نمونه های هر طرح مخلوط صورت گرفته است. آزمایش جذب آب نیم ساعته، جذب آب 24 ساعته و جذب آب نهایی بر روی نمونه ها نشان دهنده تاثیر کاهنده افزایش غلظت هیدروکسید سدیم بر جذب آب این بتن ها دارد.کلید واژگان: بتن فعال شده قلیایی, سرباره کوره اهنگدازی, هیدروکسید سدیم, سیلیکات سدیم, جذب آب حجمیAlkali-activated cement is a new and innovative material in the construction industry and with desirable performance that by use of natural Pozzolans and industrial waste containing aluminosilicate can be used as an eco-friendly substitute material for Portland cement. On the other hand mechanical and durability properties of concrete has made it important to research on the factors influence on these two characteristics. In this paper it’s tried to study and manufacturing high perfomence concrete based on ground blast furnace slag by using sodium base alkaline solution. Three concentrations 18.75,15 and 11.25 and three ratios of Na2SiO3 to NaOH have been used. The ratio of water to the binder material is considered constant in all mix designs. In this study, for curing samples were submerged in water at ambient temperature samples. Compressive test results show that by decreasing the NaOH concentration to 11.25 mechanical strength of this material decreases and while by decreasing this parameter from 18.75 to 15 this parameter almost stay constent. Water absorption test was done on samples at 28 days age. This test shows that increasing of NaOH concentration reduces water absorption of samplesKeywords: alkali activated concrete, furnace granulated slag, sodium hydroxide. sodium silicate, water absoprtion
-
بررسی نفوذپذیری بتن خود تراکم حاوی دوده سیلیسی و سرباره کوره آهنگدازیامروزه مواد جایگزین سیمان بطور گسترده ای در انواع بتن استفاده می شوند و درصد قابل توجهی از حجم سیمان مصرفی در صنعت بتن دنیا را به خود اختصاص داده اند. با این وجود در کشور ایران استفاده از این مواد محدود است و نیاز به توجه بیشتر به این مواد در پروژه های عمرانی کشور احساس می شود. در بتن خودتراکم نیز مواد جایگزین سیمان بسته به ویژگی های آنها می توانند مزایایی چون کاهش هزینه تولید، بهبود رئولوژی، کاهش حرارت هیدراسیون و بهبود دوام بتن را در اختیار قرار دهند.
در این مقاله نتایج حاصل از یک مطالعه آزمایشگاهی در خصوص تاثیر سرباره کوره آهنگدازی و دوده سیلیسی بر دوام بتن های خودتراکم پرمقاومت در برابر نفوذ یون کلراید ارایه شده است. برای این منظور 5 مخلوط بتنی ساخته شده و آزمایش های مختلف شامل آزمایش جریان اسلامپ، T50 و قیف V شکل در حالت تازه و آزمایش های مقاومت فشاری، مقاومت الکتریکی سطحی و آزمایش جذب آب حجمی در حالت سخت شده انجام شده است. نتایج آزمایش های بتن تازه نشان می دهند که جایگزینی سیمان پرتلند با سرباره کوره آهنگدازی سبب کاهش لزجت مخلوط بتن خودتراکم تازه می شود و میزان فوق روان کننده ی مصرفی برای رسیدن به روانی معین را کاهش می دهد. همچنین نتایج نشان می دهند که کاربرد توام دوده سیلیسی و سرباره تاثیر بسیار خوبی در کاهش نفوذپذیری مخلوط های بتنی خود تراکم پرمقاومت داشته است؛ بگونه ای که در نهایت مخلوط حاوی 10 درصد دوده سیلیسی و 10 درصد سرباره به عنوان مخلوط بتنی با عملکرد مناسب از منظر دوام معرفی شده است.
کلید واژگان: بتن خودتراکم, سرباره کوره آهنگدازی, دوده سیلیسی, نفوذ یون کلراید, مقاومت الکتریکی سطحیInvestigation on Permeability of SCC Incorporating Silica Fume and GGBFSSelf-Compacting Concrete (SCC) is one of the innovative products in concrete technology which has been developed in recent years. SCC has gained great popularity due to its benefits such as reduction in labor and equipment costs, acceleration of construction, providing flexibility in filling highly reinforced sections and complex formworks, lowering the noise on job site and having superior surface quality.rnHowever, many researchers are still trying to optimize the mixture proportions and investigate the incorporation of new materials in SCC. The typical high content of Portland cement in SCC is one of the main challenges in optimization of its mixture proportions. This high cement consumption increases the production cost of SCC and is also undesirable from an environmental point of view, considering the large amount of CO2 emitted during Portland cement production. rnNowadays cement replacement materials are being widely used in concrete mixtures and blended cements allocate noticeable amount of cement consumption in the world. Still, use of these materials is negligible in Iran and needs more attention by construction industry. Use of cement replacement materials, depending on their properties, can bring about improvements such as reduction in production costs, rheological improvements, reduction of heat of hydration and concrete durability enhancement.rnIn this paper the results of an experimental study on effects of silica fume and Ground Granulated Blast Furnace Slug (GGBFS) on resistance of high-strength SCC against chloride ion penetration are presented. Five concrete mixtures were prepared and tests were conducted to investigate the effects on high-strength self-compacting concrete. Filling ability, passing ability and segregation resistance of fresh mixtures were evaluated using slump flow, T50 and V funnel tests; while compressive strength, electrical resistivity and water adsorption tests were carried out on hardened concrete at different ages. The results show that GGBFS replacement decreases the viscosity of concrete and consequently the needed superplasticizer dosage. Also, results imply that use of silica fume and GGBFS decreases permeability of concrete. Finally the mixture containing 10% silica fume and 10% GGBFS cement replacement are introduced as the optimum SCC mixture.Keywords: self, compacting Concrete, GGBFS, Silica Fume, permeability, electrical resistivity
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.