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

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « Portland Cement » در نشریات گروه « عمران »

تکرار جستجوی کلیدواژه «Portland Cement» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»
  • علیرضا غنی زاده*، فرزاد صفی جهانشاهی

    از جمله راهکارهای بهسازی خاک های بستر ضعیف و مسئله دار استفاده از تثبیت کننده ها و افزودنی های متفاوت مانند سیمان، آهک و خاکستر بادی است. در این مقاله، یک خاک رس با استفاده از درصد های مختلف سیمان و آهک (0، 3، 5، 7 و 9 درصد) استفاده شده است و در درصدهای رطوبت مختلف (میزان رطوبت بهینه، سمت مرطوب و سمت خشک) تثبیت و آزمایش مقاومت فشاری محصورنشده در زمان های عمل آوری مختلف (7، 14، 21، 28 و 60 روز) انجام شد. سپس از روش برنامه نویسی بیان ژن برای مدلسازی مقاومت فشاری محصورنشده خاک رس تثبیت شده با سیمان و آهک استفاده شده است. در مدل های توسعه یافته از سه متغیر درصد افزودنی، زمان عمل آوری و درصد رطوبت به عنوان پارامترهای ورودی جهت پیش بینی مقاومت فشاری محصورنشده استفاده شد. نتایج این تحقیق نشان داد که مقدار ضریب تعیین برای مدل توسعه داده شده برای پیش بینی مقاومت فشاری محصورنشده خاک رس تثبیت شده با سیمان بر اساس داده های آموزش و آزمون به ترتیب برابر با 935/0 و 926/0 است. ضریب تعیین برای پیش بینی مقاومت فشاری محصورنشده خاک رس تثبیت شده با آهک بر اساس داده های آموزش و آزمون به ترتیب برابر با 911/0 و 884/0 به دست آمد. همچنین نتایج مطالعه پارامتریک نشان داد که مقدار مقاومت فشاری محصورنشده با افزایش درصد سیمان و آهک و زمان عمل آوری افزایش و با افزایش درصد رطوبت کاهش می یابد.

    کلید واژگان: پیش بینی مقاومت فشاری محصورنشده, سیمان پرتلند, آهک, خاک رس, برنامه نویسی بیان ژن}
    Alireza Ghanizadeh *, Farzad Safi Jahanshahi

    Application of different stabilizers and additives such as cement, lime, and fly ash is one of the solutions for improving weak and problematic subgrade soils. In this study, a clay soil was stabilized using different percentages of cement and lime (0, 3, 5, 7 and 9%) and with different moisture content (optimum humidity level, wet side and dry side) and unconfined compressive strength (UCS) test was conducted at different curing times (7, 14, 21, 28 and 60 days). Then, the gene expression programming (GEP) method was employed to model the UCS of cement-stabilized and lime-stabilized clay soil. In the developed models, three variables of additive percentage, curing time and moisture content are used as the input variables to predict the UCS. The results of this study showed that the coefficient of determination (R2) for the model developed to predict the UCS of cement-stabilized clay soil is 0.935 and 0.926 for training and testing data, respectively. The R2 value for the model developed to predict the UCS of lime-stabilized clay soil is 0.911 and 0.884 for training and testing data, respectively. The results of the parametric study showed that the UCS increases with the increase in the percentage of cement and lime and the curing time and decreases with the increase in the moisture content.

    Keywords: Prediction Of Unconfined Compressive Strength, Portland Cement, Lime, Clay, Gene Expression Programming}
  • آذین چیت سازان*

    سه نوع افزودنی شیمیایی برای اصلاح مخلوط بازیافتی با قیر امولسیون استفاده شد.  این افزودنی های شیمیایی عبارتند از سیمان پرتلند کامپوزیت 1 (CPC)، آهک هیدراته 2 (HL)، و ترکیبی از آهک هیدراته و سرباره کوره بلند بالاستی 3 (GGBF). وجود افزودنی های مختلف در عملکرد مخلوط بازیافتی با آزمایش های حجمی و استحکام، آزمایش حساسیت رطوبتی، آزمایش شیارشدگی و آزمایش خمشی در دمای پایین مورد بررسی قرار گرفت. نتایج آزمایش نشان می دهد که بهبود عملکرد مخلوط بازیافتی امولسیونی به انواع و درصدهای افزودنی های شیمیایی بستگی دارد. چندین توصیه برای انتخاب مواد شیمیایی ارائه شده است.

    کلید واژگان: آهک هیدراته, سیمان پرتلند, سرباره بالاستی, عملکرد, مخلوط بازیافتی}
    Azin Chitsazan *

    Three types of chemical additives were used to modify the recycled mixture with emulsion bitumen.   These chemical additives are composite port land cement (CPC), hydrated lime (HL), and a combination of hydrated lime and ballast blast furnace slag (GGBF).   The presence of different additives in the performance of the recycled mixture was investigated by volume and strength tests, humidity sensitivity test, rutting test and bending test at low temperature. The test results show that the performance improvement of emulsion recycled mixture depends on the types and percentages of chemical additives. Several recommendations are given for the selection of chemicals.

    Keywords: Hydrated Lime, Portland Cement, Ballast Slag, Performance, Recycled Mix}
  • محمدجواد ذوقی، مهدی ایوبی، بهنوش خطائی*
    زمینه و هدف

    فلزات سنگین معمولا در غلظت های بالا، در فاضلاب صنایع یافت شده و با ورود به آب و خاک و زنجیره غذایی، اثرات سمی بر انسان و سایر جانداران خواهد گذاشت. روش تثبیت و جامدسازی در تصفیه لجن های حاوی فلزات سنگین کاربرد دارد. در این تحقیق، تثبیت و جامدسازی لجن صنایع کاشی و سرامیک، با کاربرد سیمان و افزودنی های آب، آهک، میکروسیلیس و خاک رس معمولی بررسی گردید.

    مواد و روش ها

    در این تحقیق با استفاده از طراحی آزمایش ها به روش سطح پاسخ به بررسی اثر افزودنی های مختلف بر مقاومت فشاری نمونه و غلظت فلزات پس از آبشویی نمونه های تثبیت و جامد شده پرداخته شد. بدین ترتیب، میزان خطر زایدات پس از تثبیت و جامدسازی و نیز میزان تحمل نمونه ها در برابر بارهای محیطی ارزیابی گردید.

    یافته ها

    طبق نتایج در مقادیر بالای سیمان، مقاومت فشاری بیشترین مقدار را داشته است. با کاهش مقدار پسماند و جایگزینی مقدار بیشتر آهک، رس و میکروسیلیس نیز مقاومت فشاری افزایش یافت. طوری که در حالت بهینه، با 77/5% آهک، 69/8% رس، 35/4% میکروسیلیس و 84/51% سیمان، مقاومت فشاری حداکثر حدود kg/cm2 116 بدست آمد. کمترین غلطت کروم در مقدار آهک 23/11%، رس 31/21%، میکروسیلیس 65/10% و سیمان 46/27% برابر با mg/L 0782/0بوده؛ و در مقدار آهک 23/11%، رس 31/21%، میکروسیلیس 35/4% و سیمان 76/33% کمترین غلطت سرب (mg/L 0043/0) حاصل شد.

    نتیجه گیری

    بیشترین اثرگذاری همبندکننده ها در مقاومت فشاری مربوط به سیمان بوده است. همچنین کاربرد آهک، رس، میکروسیلیس و سیمان، کاهش موثر غلظت کروم و سرب در آبشویی نمونه های تثبیت شده، را نتیجه داد.

    کلید واژگان: تثبیت, جامد سازی, سیمان پرتلند, کروم و سرب, لجن صنایع, روش سطح پاسخ}
    MohamadJavad Zoqi, Mahdi Ayobi, Behnoosh Khataei *
    Background

    Heavy metals are found in high concentrations in industrial wastewater and cause damage to humans and other organisms by entering to water, soil and food chain. Stabilization and solidification is a common process in the treatment of sludge containing heavy metals. In this study, solidification/stabilization of ceramic tile industry sludge was investigated using cement and additives like water, lime, microsilica and ordinary clay.

    Methods

    In this study, by designing the tests by response surface methodology, the effect of different additives on compressive strength and metals concentration after pollution leakage test was investigated. So, hazardousness of wastes after stabilization and solidification and the samples tolerance against the environmental loads was evaluated.

    Results

    Results showed the highest value compressive strength in high amounts of cement. Decreasing the amount of waste and replacing more lime, clay and microsilica, the compressive strength was increased. In optimal mode, by 5.77% lime, 8.69% clay, 4.35% microsilica and 51.84% cement, the maximum compressive strength was achieved about 116 kg/cm2. The minimum concentration of Cr was 0.0782 mg/L and resulted from 11.23% lime, 21.31% clay, 10.65% microsilica and 27.46% cement. Minimum Pb concentration (0.0043 mg/L) was obtained in 11.23% lime, 21.31% clay, 4.35% microsilica and 33.76% cement.

    Conclusions

    The more efficiency on compressive strength is related to cement. In addition, applying the lime, clay, microsilica and cement concluded the effective reduction of Cr and Pb concentration in leaching the stabilized samples.

    Keywords: Stabilization, Solidification, Chromium Lead, Portland cement, Industrial Sludge, RSM}
  • عبدالرضا کریمی*، رضا یوسفی، امیرعباس عموئی، مسعود عامل سخی

    امروزه با گسترش شهرنشینی، احداث روسازی بر روی خاک بستر سست و ضعیف در برخی مناطق امری اجتناب ناپذیر است. یکی از روش های مرسوم و کم هزینه جهت بهبود خصوصیات ژیوتکنیکی خاک ماسه ای، تثبیت آن به وسیله مصالحی مانند آهک و سیمان است. با توجه به آلودگی های زیست محیطی حاصل از تولید و مصرف سیمان، استفاده از آن همچنان در پروژه های عمرانی از ارکان اصلی به حساب می آید. از طرفی انباشت مواد زاید در محیط زیست و لزوم دفن آن ها در لندفیل ها یکی از مشکلات جامعه است. به همین دلیل این پژوهش به دنبال یافتن راه حلی برای کاهش مصرف سیمان و همچنین استفاده از مواد زایدی مانند خاک اره در بهسازی خاک است. به منظور بررسی تاثیر افزودن زیولیت و خاک اره بر مقاومت تک محوری (UCS) خاک ماسه ای، مقادیر 4% وزنی سیمان، مقادیر 0، 1، 3 و 5 درصد پودر و الیاف خاک اره و مقادیر 0، 10، 30 و 50 درصد جایگزینی زیولیت در زمان عمل آوری 7، 14 و 28 روز استفاده شده است. طبق نتایج آزمایش تراکم با افزودن زیولیت و خاک اره، رطوبت بهینه خاک افزایش و وزن مخصوص خشک خاک کاهش یافته است. همچنین طبق نتایج آزمایش تک محوری، میزان بهینه جایگزینی زیولیت به جای سیمان در خاک ماسه ای، 30% به دست آمده است و با افزایش میزان زیولیت، کرنش گسیختگی نمونه ها افزایش یافته است. از طرفی مقاومت تک محوری نمونه ها با افزودن 3% پودر خاک اره و 1% الیاف خاک اره به بیشینه مقدار خود می رسد. همچنین کرنش گسیختگی نمونه ها با افزایش میزان خاک اره افزایش یافته است. نتایج آزمایش ها نشان از تاثیر بیشتر الیاف خاک اره نسبت به پودر خاک اره در بهسازی خاک بوده است.

    کلید واژگان: خاک ماسه ای, زئولیت, خاک اره, سیمان پرتلند, مقاومت فشاری تک محوری (UCS)}
    Abdolreza Karimi *, Reza Yousefi, AmirAbbas Amooei, Masoud Amelsakhi

    Nowadays unlike decades ago, environment plays decisive role for using materials in construction. For example, one considerable part in a project is exploring environmental aspects as a preparatory topic. Chemicals such as cement have been used for decades in construction projects, however chemicals will lead to health catastrophe for both environment and human consequently. One considerable hitches in human life is waste materials such as sawdust which will jeopardise environment. One solution to alleviate these problems is using wastes in construction projects as substitution for cement. In this research, sawdust and zeolite were used to decrease cement use on sandy soil's improvement. Amount of materials are as follows: 4% cement (base on main soil weight), 0,1,3 and 5 % sawdust with two different sizes include powder and fibers (as supersede by cement) and 0, 10, 30 and 50 % zeolite as a supersede by cement. Results showed that zeolite and sawdust increase OMC but decrease MDD. Zeolite meets its optimum in 30% and powdered and fibrous sawdust in 3 and 1% subsequently. Finally, rupture strain will experience a sharp increase by enhancing amount of sawdust. Overall it can be concluded that longer sawdust is more effective than short one.

    Keywords: Sandy Soil, zeolite, sawdust, Portland cement, unconfined compressive strength (UCS)}
  • عبدالرضا کریمی*، مسعود عامل سخی، رضا یوسفی، امیرعباس عموئی

    یکی از روش های رایج و کم هزینه جهت بهبود خصوصیات ژیوتکنیکی خاک ماسه ای، تثبیت آن به وسیله مواد افزودنی مانند سیمان است. با توجه به آلودگی های زیست محیطی حاصل از تولید و مصرف سیمان، استفاده از آن همچنان در پروژه های عمرانی از ارکان اصلی به حساب می آید. به همین دلیل این پژوهش به دنبال یافتن راه حلی برای کاهش مصرف سیمان است. به منظور بررسی تاثیر الیاف پلی پروپیلن بر مقاومت تک محوری خاک، مقادیر الیاف پلی پروپیلن، سیمان، زیولیت، نوع خاک ماسه ای و همچنین زمان عمل آوری مد نظر قرار گرفته و در مجموع تعداد 126 آزمایش مقاومت تک محوری انجام شده است. به منظور بهسازی این دو نوع خاک از مقادیر 4% وزنی سیمان، مقادیر 0، 25/0، 5/0، 75/0 و 1 درصد الیاف پلی پروپیلن با توزیع تصادفی و مقادیر 0، 10، 30 و 50 درصد جایگزینی زیولیت در زمان عمل آوری 7، 14 و 28 روز استفاده شده است. طبق نتایج آزمایش تراکم، با افزودن 5/0 درصد الیاف پلی پروپیلن به ماسه خوب دانه بندی و 1 درصد به ماسه بد دانه بندی، مقدار رطوبت بهینه، افزایش و پس از آن کاهش یافته است. از طرفی با افزایش درصد الیاف پلی پروپیلن، وزن مخصوص خشک هر دو نوع خاک، کاهش یافته است. همچنین طبق نتایج آزمایش مقاومت تک محوری، درصد بهینه جایگزینی زیولیت و الیاف پلی پروپیلن در طرح بهسازی ماسه خوب دانه بندی به ترتیب 30% و 5/0% و در ماسه بد دانه بندی به ترتیب 10% و 75/0% بدست آمده است. استفاده از مقادیر بهینه زیولیت و الیاف پلی پروپیلن در طرح جایگزینی سیمان، علاوه بر افزایش مقاومت تک محوری نمونه ها، باعث افزایش کرنش گسیختگی آن ها نیز شده است.

    کلید واژگان: تثبیت خاک, الیاف پلی پروپیلن, سیمان پرتلند, زئولیت, مقاومت تک محوری}
    Abdolreza Karimi *, Masoud Amelsakhi, Reza Yousefi, AmirAbbas Amooei

    Soil properties improvement involves a variety of approaches. Among them, the addition of specific materials to the soil has been widely adopted in the literature. Although cement impact on environment is negative, it has been widely-used in many construction projects. Therefore, the main purpose of this research is to find suitable alternative methods to decrease cement usage, one of which is the addition of polypropylene fibers and zeolite. 126 types of unconfined compression tests with different ingredients were carried out with the aim of decreasing cement usage and improving soil properties. Two types of sandy soil were adopted in this study, i.e., SP and SW soil. They were improved by 4% of cement, 0, 0.25, 0.5, 0.75, and 1% of polypropylene fibers with random distribution, and 0, 10, 30, 50% of zeolite were used during curing periods of 7, 14, 28 days. According to the compaction test results, with the addition of 0.5% polypropylene to the SW soil, and 1% to SP soil, the value of optimum moisture increases, and then decreases. On the other hand, the addition of polypropylene fibers resulted in decrease of the special dry weight of both type of soils. It also revealed the optimum percentage of zeolite and polypropylene fibers to the SW soil are 30% and %0.5, respectively, while this values in the SP soils are 10% and %0.75, respectively. The proper adoption of zeolite and polypropylene in cement led to increase in unconfined compression tests as well as elastic deformation strength.

    Keywords: Soil Stabilization, polypropylene fiber, Portland cement, zeolite, UCS test}
  • علیرضا غنی زاده*، مرتضی رهروان، نسرین حیدرآبادی

    لایه اساس بازیافت شده به روش تمام عمق، FDR، (Full Depth Reclamation)، مخلوطی از مصالح درشت دانه و خرده آسفالت بازیافتی، RAP، (Reclaimed Asphalt Pavement) است که توسط یک عامل تثبیت کننده تثبیت شده است. برای طراحی و کنترل کیفیت این مصالح، مقاومت فشاری تک محوری این مصالح ملاک عمل است. هدف این مقاله توسعه یک مدل یادگیری ماشین برای پیش بینی مقاومت فشاری تک محوری مصالح اساس بازیافت تمام عمق تثبیت شده با سیمان پرتلند بر اساس روش رگرسیون چندجمله ای تکاملی، EPR، (Evolutionary Polynomial Regression) است. برای این منظور، دو مصالح مختلف اساس با درصد های مختلفی از خرده آسفالت مخلوط و سپس با درصدهای متفاوتی از سیمان پرتلند تثبیت شدند و مقاومت فشاری نمونه ها در زمان های عمل آوری 7 و 28 روز تعیین شده است. برای آموزش و آزمایش مدل EPR، مجموعا 64 داده UCS (Unconfined Compressive Strength) آزمایشگاهی مورد استفاده قرار گرفت. متغیرهای مستقل در مدل توسعه یافته به صورت درصد RAP، درصد سیمان، درصد رطوبت بهینه، درصد عبوری از الک نمره 200 و زمان عمل آوری در نظر گرفته شد. نتایج این تحقیق نشان می دهد که مدل توسعه داده شده در اکثر موارد با خطای کم تر از 10 درصد توانایی پیش بینی مقاومت فشاری تک محوری را دارد.  همچنین مقدار ضریب رگرسیون R2 برای مجموعه داده های آموزش و آزمون به ترتیب برابر با 973/0 و 960/0 به دست آمد. نتایج تحلیل پارامتریک نشان داد که با افزایش درصد خرده آسفالت تا 20 درصد مقاومت فشاری افزایش و پس از آن کاهش می یابد. تحلیل حساسیت مدل پیشنهادی با استفاده از آزمون گاما نشان داد که درصد سیمان مهم ترین پارامتر تاثیرگذار برمقاومت فشاری تک محوری مصالح اساس بازیافت تمام عمق تثبیت شده با سیمان پرتلنداست.

    کلید واژگان: مدلسازی, بازیافت تمام عمق, سیمان پرتلند, مقاومت فشاری تک محوری (UCS), رگرسیون چندجمله ای تکاملی (EPR)}
    Ali Reza Ghanizadeh *, Morteza Rahrovan, Nasrin Heydarabadi

    In the present study, Evolutionary Polynomial Regression (EPR) technique is employed to develop a mathematical model to estimate the USC of Full Depth reclaimed (FDR) materials stabilized with Portland cement. To this end, a dataset containing 62 records from experimental studies related to unconfined compressive strength of full-depth reclaimed (FDR) base stabilized with Portland cement were used. Percentage of cement, percentage of RAP, percent passing of #200 sieve, optimum moisture content, and curing time were considered as independent variables. The results show that EPR has a great capability for prediction of the UCS in case of FDR base stabilized with Portland cement.

    Keywords: Modeling, Full depth reclamation (FDR), Portland cement, UCS, evolutionary polynomial regression (EPR)}
  • Jafar Sobhani *, Fatemeh Jafarpour, Fahimeh Firozyar, AliReza Pourkhorshidi

    C3A contents of Portland cement have significant role in chloride ion binding in chloride-contaminated environments. Cations release due to NaCl and CaCl2 in chloride environments, are the most common and aggressive agents. In this research, various simulated pure C3A made using calcium hydroxide and aluminum hydroxide including 5%, 8%, 10%, and 12%. Moreover, the different concentrations of sodium and calcium cations in NaCl and CaCl2 in the simulated Portland cement paste were added the bonding performances were investigated. X-ray diffraction (XRD) of prepared C3A samples identified for major phases of specimens. Thermo-gravimetry analysis (TGA) was used to quantify the simulated C3A. Standard test methods including ASTM C1152 and ASTM C1218 were utilized to measure the acid-soluble and water-soluble chloride in prepared specimens respectively. The results showed that the amount of acid-soluble and water-soluble chloride for NaCl and CaCl2 cations decreased with an increase of the C3A, which indicates that the better chloride ion binding potential. Moreover, it was concluded that CaCl2 cations have more chloride binding capacity than NaCl. For calcium cations in CaCl2, the increase of C3A is distinguished in water-soluble chloride in comparison with NaCl cations. Then, in areas contaminated with NaCl ions, it is recommendable to use more C3A content in the Portland cement.

    Keywords: C3A content, CaCl2, NaCl cations, Portland Cement, Chloride binding}
  • Amir Bahador Moradikhou *, Mehdi Ravanshadnia

    Portland cement as the main constituent of conventional concrete is the most widely used cementitious material in the construction industry. But Portland cement production has major environmental disadvantages, including high energy consumption and carbon dioxide (CO2) emissions. So that production of Portland cement is accounted for 7 to 10% of global CO2 emissions. Considering the amount of Portland cement production and CO2 emissions in Iran, it can be concluded that Iran is facing environmental problems caused by cement production. Hence, various CO2 emissions mitigation strategies of Iranian cement industry have been evaluated in this study. This research work applied Analytical Hierarchy Process (AHP) method to evaluate and prioritize mitigation strategies. The obtained results showed that among the 16 strategies studied, clinker substitution (blended cement) and production of low carbon cements such as geopolymer cement were recognized as the most important strategies to reduce CO2 emissions in the Iranian cement industry.

    Keywords: AHP, CO2 Emissions, Portland Cement, sustainable development, Green management}
  • مژده زیلایی، علیرضا غنی زاده*

    به منظور کاهش تاثیرات زیست محیطی ناشی از باطله سنگ آهن و همچنین کاهش استفاده از مصالح سنگدانه ای طبیعی می توان پس از تثبیت این مصالح با افزودنی های شیمیایی از این مصالح به عنوان مصالح روسازی استفاده نمود. در این تحقیق امکان استفاده از باطله سنگ آهن معدن گل گهر سیرجان تثبیت شده با 4، 6 و 8 درصد سیمان به عنوان مصالح اساس، موردبررسی قرار گرفته است. برای این منظور، بر روی ترکیب های مختلف باطله سنگ آهن و سیمان آزمایش های تراکم پروکتور اصلاح شده، مقاومت فشاری تک محوری و آزمایش ذوب - یخبندان انجام گرفت. نتایج آزمایش تراکم نشان داد که افزایش درصد سیمان باعث افزایش درصد رطوبت بهینه و کاهش حداکثر چگالی خشک می شود. سپس نمونه های مربوط به مقاومت فشاری تک محوری با 4، 6 و 8 درصد سیمان و رطوبت سمت خشک، بهینه و سمت مرطوب، در سه زمان عمل آوری 7، 28 و 56 روزه ساخته شدند. نتایج نشان داد که با افزایش درصد سیمان از 4 به 8 درصد برای کلیه زمان های عمل آوری مقاومت فشاری بین 1/45 تا 2/15 برابر افزایش یافته است. همچنین مقاومت در زمان عمل آوری 28 روزه و 56 روزه به ترتیب در حدود 1/73 برابر و 2/34 برابر مقاومت 7 روزه می باشد. همچنین با کاهش درصد رطوبت تراکم، مقاومت فشاری افزایش می یابد. نتایج آزمایش دوام در برابر چرخه های ذوب و یخبندان نشان داد که با افزایش درصد سیمان دوام مصالح تثبیت شده افزایش می یابد به گونه ای که در نمونه های با درصد سیمان بالاتر، کمترین درصد افت وزنی و کاهش حجم مشاهده می شود. درنهایت مشخص گردید که باطله سنگ آهن تثبیت شده با حداقل 4 درصد سیمان، معیارهای مقاومتی لازم برای بکارگیری در لایه اساس را فراهم می کند.

    کلید واژگان: تثبیت, باطله سنگ آهن معدن, سیمان پرتلند, مصالح راه سازی, مقاومت فشاری و دوام}
    Moozhdeh Zilaei, Ali Reza Ghanizadeh *

    In order to mitigate the environmental impact of iron ore tailing (IOT) and also to reduce the use of natural aggregates, these materials can be used as road materials after stabilization with chemical additives. In this research, the feasibility of using Golgohar IOT, stabilized with 4, 6 and 8% of Portland cement as road base materials, has been investigated. To this end, modified Proctor compaction test, unconfined compressive strength (UCS) test and durability against freezing and thawing (F-T) cycles test were conducted on IOT samples stabilized with different percentages of Portland cement. Results of compaction testing on the samples showed that increasing the percentage of cement increases the optimum moisture content (OMC) and decreases the maximum dry density (MDD). In the next stage, IOT were stabilized using 4, 6 and 8% of Portland cement and UCS samples were fabricated with three different compaction moistures (dry side, optimum moisture content and wet side) and cured for 7, 28 and 56 days. The results showed that with increasing the percentage of cement from 4 to 8% for all curing times, the UCS increased between 1.45 to 2.15 times. Also, the 28-day UCS and 56-day UCS are about 1.73 times and 2.34 times the 7-day UCS, respectively. It was also found that the UCS increases with decreasing moisture content. The results of durability tests against (F-T) cycles on the samples showed that with increasing the percentage of cement, the durability of stabilized materials increases, so that in samples with higher percentage of cement, the lowest percentage of weight loss and volume reduction is observed. Finally, it was found that IOT stabilized with at least 4% of Portland cement provides the necessary strength and durability criteria for use as stabilized base layer.

    Keywords: Stabilization, Iron ore tailings, Portland cement, Road Materials, Compressive Strength, Durability}
  • فرشید ریاحی دهکردی، وحید توفیق*، محمدمحسن توفیق

    به‌طور مرسوم برای افزایش پارامترهای مقاومتی خاک از افزودنی‌های صنعتی، همچون سیمان، استفاده می‌شود؛ اما به دلیل آثار مخرب سیمان در محیط‌زیست، از ژیوپلیمر جهت تثبیت خاک استفاده می‌شود. در مطالعه‌ی حاضر، از ژیوپلیمر بر پایه‌ی پوزولان مصنوعی خاکستر پوسته‌ی برنج و باطله‌ی معدن سنگ آهن و دو نوع فعال‌کننده‌ی قلیایی پسماند کاربید کلسیم و سدیم هیدروکسید برای تثبیت خاک ماسه‌یی استفاده شده است. جهت بررسی تاثیر مواد، آزمایش مقاومت فشاری محدود نشده و مقاومت کششی غیرمستقیم، که معیار اصلی مقایسه‌ی نمونه‌ها بوده‌اند، انجام شده است. از طرفی، جهت بررسی ریزساختاری خاک تثبیت شده، آنالیز XRD و SEM انجام شده است. نتایج نشان می‌دهند با استفاده از ژیوپلیمر مذکور، مقاومت فشاری محدود نشده‌ی نمونه‌ها افزایش قابل ملاحظه‌یی داشته است و همچنین استفاده از فعال‌کننده‌ی قلیایی سدیم هیدروکسید نشان می‌دهد که برای تشکیل ژل‌های آلومینوسیلیکات در ترکیبات ژیوپلیمر موثرتر است.

    کلید واژگان: تثبیت خاک, خاکستر پوسته ی برنج, باطله معدن سنگ آهن, سیمان پرتلند, ژئوپلیمر}
    F. Riahi Dehkordi, V. Toufigh*, M.M Toufigh

    Portland cement is one of the most common materials for improving the mechanical properties of soils; however, it has a lot of detrimental effects on the environment. Cement production releases million tons of carbon dioxide gas (CO2) to the air and uses million tons of raw material such as clay and limestone. For this purpose, geotechnical engineers are looking forward to using a new friendly environment material instead of cement. Geopolymers are new alternative materials that have some advantage such as high resistance, friendly environment, long durability, and low cost. Two materials need to make a geopolymer matrix. First, any materials have silicate and Aluminium oxide and Second Alkaline activators. In this study, a geopolymer based on rice husk ash and iron ore tailings (IOT) are used for sandy soil stabilization. Two types of alkaline activators are used: 1) Type I sodium hydroxide and 2) Type II carbide calcium residue. Various parameters such as type of material consumed, percentage of compound composition, type of alkaline activator, and processing time are considered as influencing factors in the behavior of the stabilized specimens. Unconfined Compressive Strength (UCS) and splitting tensile strength tests (Brazilian test) are the main criteria for a comparison of the specimens to evaluate the effect of a geopolymer on the mechanical behavior of the specimens. X-Ray Diffraction (XRD) and Scanning Electron Microscopy (SEM) analyses are performed to investigate the microstructures of the stabilized soil. The results show that by adding the optimum amount of additives and handling the specimens under ambient conditions, the unconfined compressive strength of the specimens increased. The optimum percentage of selected specimens is a combination of 10% of rice husk ash and 24% of iron ore tailings for activator I and 18% of iron ore tailings for activator II. The use of type I activator indicates that it is highly effective in the formation of aluminosilicate gels in geopolymer compounds.

    Keywords: Soil stabilization, Rice husk ash, Iron ore tailings, Portland cement, Geopolymer}
  • وحید رضا اوحدی*، مرتضی دیرانلو

    جامدسازی پایه‌ی سیمانی از متداول‌ترین تکنولوژی‌ها برای ممانعت از انتقال آلاینده در خاک‌های آلوده به فلزات سنگین است. دو مکانیزم اصلی در روش اخیر، تشکیل محصولات سیمانی (C-S-H) و حصول pH قلیایی است. هدف نوشتار حاضر، مطالعه‌ی ترکیب‌های متفاوت سیمان خاکستر بادی در جامدسازی خاک حاوی فلز سرب، برای بررسی تاثیر خاکستر بادی در درصد بهینه‌ی سیمان است. واکنش‌های پوزولانی و قابلیت نگهداری آلاینده در نمونه‌های جامدسازی شده با سیمان، توسط آزمایش TCLP، تعیین زمان گیرش، pH و اشعه‌ی ایکس ارزیابی شده است. نتایج نشان می‌دهند که ترکیب‌های حاوی 10\٪ سیمان، برای جامدسازی در تمامی غلظت‌های Pb مطالعه‌شده، مناسب نیست. در غلظت‌های متوسط و زیاد آلاینده، افزایش درصد سیمان سبب افزایش سرب قابل تراوش از نمونه و جایگزینی بخشی از سیمان با خاکستر بادی باعث رفع مشکل مذکور شده است. استفاده از ترکیب سیمان خاکستر بادی به‌عنوان چسباننده، ضمن کاهش pH و تنظیم آن در ناحیه‌ی ایمن، مقدار سرب تراوش‌شده از نمونه‌ها طی آزمایش TCLP را در محدوده‌ی قابل قبول (5mg/l>) قرار داده است.

    کلید واژگان: سیمان, خاکستر بادی, تثبیت جامدسازی, TCLP, آلاینده ی فلز سنگین}
    V. Ouhadi *, M. Deiranlou

    Cement-based Stabilization/Solidification (S/S) process is one of the best technologies available for the treatment of heavy metal contaminated soils. This method has been very popular among researchers in field application. Two mechanisms of solidification and stabilization in this method include the formation of cementation products (such as C-S-H) and achievement of alkaline condition for development of pozzolanic interactions. The pH variation range directly affects the heavy metal ion precipitation. On the other hand, environmental factors and soil-cement-contaminant interaction affect the cement hydration products and pH range of solidified contaminated soil. Therefore, this interaction process controls the immobilization of metal ions in solidified/stabilized sample. The main objective of this paper is to evaluate the effect of fly ash on the heavy metal retention in cement-based solidification/stabilization in a long-term process. In order to investigate the effect of fly ash on the optimum amount of required cement at different concentrations of contaminants, several mixtures of fly ash and cement were applied to solidified contaminated bentonite. In these series of experiments, 75-25 and 50-50 wt% mixtures of Portland cement and flay-ash (class F) were mixed and were added to contaminated bentonite samples. The bentonite samples were laboratory contaminated with Pb(NO3)2 in the concentration range of 5 to 100 cmol/kg-soil. The prepared samples were kept for 7 to 90 days. Different experiments which include TCLP, XRD, pH measurement, and solubility evaluation in different alkaline and acidic conditions were performed on samples. Furthermore, the trend of pozzolanic reactions of the samples in the short and long terms was evaluated by determining the setting time of solidified/stabilized samples. The results were analyzed based on the effect of pH variation upon concentration of released lead ions from samples. The results indicated that the use of 10% binder, despite common recommendations in geotechnical stabilization, would not be suitable for S/S of contaminated bentonite soil at all studied Pb concentrations. Moreover, the results indicated that in contaminated samples with 50 and 100 cmol/kg-soil lead nitrate, due to the high precipitation of lead hydroxide, a reduction in C-S-H formation and an increase in the setting time occurred. In addition, replacing cement with fly ash in samples reduced the pH and decreased the concentration of released Pb in TCLP test. According to the achieved results due to the precipitated Pb ions in stabilized/solidified contaminated bentonite, an appropriate quantity of the cement-fly ash binder is when the pH of the stabilized/solidified samples is in a safe zone that occurs in the pH range of 8 to 12. According to the results of this paper, the use of fly ash in the S/S process helps achieve this safe range of pHs.

    Keywords: Portland cement, fly ash, stabilization solidification, TCLP, heavy metal contaminant}
  • طوبا حیدری دزفولی، علیرضا غنی زاده*

    یکی از روش های بهسازی خاک بستر روسازی، استفاده از مواد افزودنی جهت تثبیت خاک است. برای ارزیابی کیفیت مصالح از آزمایش های مقاومت فشاری تک محوری و مقاومت کششی غیرمستقیم استفاده می شود. بهره گیری از این آزمایش ها با توجه به زمان بر بودن عمل آوری نمونه ها وقت گیر است .همچنین در صورت افزایش تعداد نمونه ها می تواند هزینه بر نیز باشد. در این تحقیق، از دو روش مدل سازی شبکه عصبی مصنوعی (ANN) و سیستم استنتاج عصبی- فازی تطبیقی (ANFIS) جهت پیش بینی مقاومت فشاری و کششی خاک رس تثبیت شده با سیمان و باطله سنگ آهن استفاده شده است. برای این منظور، پارامترهای درصد سیمان، درصد باطله، رطوبت بهینه و مدت زمان عمل آوری، به عنوان ورودی و پارامترهای مقاومت فشاری تک محوری و مقاومت کششی غیرمستقیم، به عنوان خروجی در نظر گرفته شده است و در هر مورد پایگاه داده ای متشکل از 100 داده مورد استفاده قرار گرفته است. مدل سازی با استفاده از این سه روش، برتری مدل شبکه عصبی مصنوعی نسبت به سیستم استنتاج عصبی- فازی تطبیقی را نشان می دهد. همچنین تحلیل حساسیت نشان می دهد که پارامترهای درصد سیمان و درصد باطله به ترتیب بیشترین و کمترین تاثیر را بر مقاومت فشاری و مقاومت کششی پیش بینی شده دارند.

    کلید واژگان: مقاومت فشاری تک محوری, مقاومت کششی غیر مستقیم, خاک رس تثبیت شده, سیمان و باطله سنگ آهن, هوش محاسباتی}
    Toba Heidari Dezfuli, AliReza Ghanizadeh *

    One of the Practical solutions for improving subgrade soil is the utilization of additives for soil stabilization. Generally, the unconfined compressive strength (UCS) and indirect tensile strength (ITS) tests are employed for quality control of stabilized materials. These tests are time- consuming due to the time needs for curing of samples, and can also be costly if the number of samples increases. In this study, we have employed two methods including artificial neural network (ANN) and adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS) to predict UCS and ITS of clayey subgrade soil stabilized with Portland cement and iron ore mine tailing (IOMT). To this end, cement content, IOMT content, optimum moisture, and curing time were considered as input parameters, and unconfined compressive strength, as well as indirect tensile strength, were considered as output parameters and in each case a dataset consisting of 100 data points were used for developing computational intelligence models. Modeling by means of these three methods confirmsthe superiority of the artificial neural network model over ANFIS model. Also, the sensitivity analysis showed that the Portland cement content and IOMT Content have the greatest and lowest effect on the predicted compressive and tensile strength, respectively.

    Keywords: Unconfined Compressive Strength, Indirect Tensile Strength, clay Soil, Portland cement, iron ore mine tailings, computational intelligence}
  • مصطفی زمانیان*، فاطمه قهرمانی

    فروریزش، کاهش حجم ناگهانی خاک با افزایش رطوبت است که در اثر از بین رفتن مقاومت عوامل پیونددهنده ذرات رخ می دهد. خاک های فروریزشی در مناطق وسیعی از جهان و در نواحی گرمسیری ایران، یافت می شوند. وقوع فروریزش می تواند خسارت های زیادی به تاسیسات و سازه های مجاور خاک تحمیل کند. بنابراین مطالعه رفتار خاک های فروریزشی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این تحقیق تثبیت خاک فروریزشی منطقه سرکویر سمنان که از نوع لای با پیوندهای ضعیف رسی است، توسط سیمان پرتلند و نانو رس مورد مطالعه قرار گرفت. سیمان به مقدار 5/0، 1 و 5/2 و نانو رس به مقدار 05/0، 01/ و 25/0 درصد وزنی خاک خشک، به خاک فروریزشی اضافه شدند. نمونه ها با دانسیته نسبی 14 کیلونیوتون بر متر مکعب و درصد رطوبت 5%، آماده شدند. با انجام آزمایش تحکیم بر روی نمونه های بهسازی شده پس از 7، 14 و 28 روز، شاخص فروریزش مطابق با استاندارد ASTM D 5333 تعیین شد. نتایج نشان داد که هر دو ماده سیمان و نانو رس می توانند پتانسیل فروریزش را کاهش دهند. عملکرد بهسازی به طور قابل توجهی به مقدار ماده افزودنی و نیز زمان عمل آوری وابسته بود. بهترین عملکرد بهسازی در مقادیر پایین نانو رس مشاهده شد و با افزایش مقدار نانو رس، بازده بهسازی کاهش یافت. برخلاف سیمان، فرآیند تثبیت با نانو رس نسبتا سریع بود و با تبخیر آب درون خاک، تکمیل شد. علاوه بر این، در این تحقیق با عکس برداری میکروسکوپی از نمونه های بهسازی شده و بهسازی نشده، رفتار خاک از دیدگاه میکرومکانیک نیز مورد ارزیابی قرار گرفت.

    کلید واژگان: خاک فروریزشی, پتانسیل فروریزش, بهسازی خاک, سیمان پرتلند, نانو رس}
    Mostafa Zamanian *, Fatemeh Qahremani

    Collapse refers to sudden decrease in the soil volume upon wetting which is attributed to loss in the strength of the inter-particle bonds. Collapsible soils can be founded at vast areas around the word and subtropical areas of Iran. Collapse characteristics contribute to various problems to infrastructures that are constructed on loess soils. For this reason, collapse behavior of loess soils has been subject of interest. In this study, stabilization of Semnan loess which is composed of fine sand and silt bonded by weak clay bonds has been investigated. The loess was mixed with Portland cement in the order of 0.5%, 1%, and 2.5% for and with nano-clay in order of 0.05%, 0.1%, and 0.25%. The specimens were prepared to achieve dry density of 14 kN/m3 and water content of 5%. Oedeometer tests were performed to determine the collapse potential according to ASTM D5333 after 7, 14, and 28 days. Results showed that both Portland cement and nano-clay can reduce collapse potential. Improvement performance was significantly dependent on the binder content and curing time. The best improvement performance was observed at low nano-clay content and it was reduced by increasing nano-clay content. Unlike the cement stabilization, treatment process with nano-clay was relatively fast that terminated when soil moisture content was evaporated. In addition, in this study micromechanical soil behaviors were investigated by scanning electron microscopy (SEM) image of the treated and untreated specimens.

    Keywords: Collapsible soil, collapse potential, Soil improvement, Portland cement, nano-clay}
  • امیر حمیدی*، سعید عبدوس
    یکی از روش های بهبود خواص ژیوتکنیکی خاک آلوده، تثبیت آن به وسیله تثبیت کننده هایی چون سیمان پرتلند و آهک است. در این تحقیق، تاثیر آلاینده های آلی آنتراسن و گلیسرول بر رس کایولینیت بررسی و تاثیر تثبیت کننده های سیمان پرتلند و آهک بر خاک با انجام آزمایش CBR ارزیابی شده است. از گلیسرول 40% و آنتراسن به عنوان آلاینده و سیمان پرتلند نوع یک و آهک زنده کم مایه نیز به عنوان تثبیت کننده استفاده شده است. در نمونه های آلوده به درصدهای مختلف آنتراسن، همواره کاهش وزن مخصوص حداکثر و افزایش در رطوبت بهینه مشاهده شد؛ در حالی که در نمونه های آلوده به گلیسرول، این رفتار به شدت تابع درصد آلاینده افزوده شده به خاک بود. به طوری که با ازدیاد درصد گلیسرول به 6، بیشینه وزن مخصوص حداکثر و کمترین رطوبت بهینه ایجاد گردید. بر اسا س نتایج، نشان داده شد که آلاینده ها مقاومت کایولینیت را کاهش و تثبیت کننده ها مقاومت آن را افزایش می دهند. همچنین مشخص گردید که افزایش مقاومت ناشی از افزودن 6% سیمان پرتلند نوع 1 در کایولینیت تمیز حدودا هم ارز 30% آهک است. هر دو عامل تثبیت کننده سیمان پرتلند و آهک در ازدیاد مقاومت خاک موثر بودند؛ اما تاثیر سیمان پرتلند در بهبود خواص مقاومتی نمونه های آلوده به آنتراسن بهتر از آهک تعیین شد. اگر چه تاثیر هر دو عامل در بهسازی نمونه های آلوده به گلیسرول قابل ملاحظه بود.
    کلید واژگان: کائولینیت, آنتراسن, گلیسرول, تثبیت, آهک و سیمان پرتلند}
    Hamidi Amir *, Saeid Abdoos
    Due to the limited soil resources and population increase, the use of contaminated or problematic soil is inevitable. There are different methods to improve the geotechnical properties of clay soils. One of the ways is to stabilize the soil with stabilizers such as Portland cement and lime. Investigation of the combined effect of organic pollutants under the influence of stabilizers (Portland cement (I) and lime) on Kaolinite clay using modified Proctor and CBR experiments constitutes the present research framework. The maximum unit weight decreased with an increase in Anthracene content while its variations were strongly dependent to the Glycerol content. The maximum of dry unit weight and a minimum of optimum water content occurred at a glycerol content of 6%. Based on test results, it was found that the increase in strength of clean Kaolinite using 6% of Portland cement is equivalent to that of 30% lime. It was also found that the contaminants decrease the strength of kaolinite; however, both stabilizers increase it. The effect of Portland cement on the strength of the specimens contaminated with Anthracene was better than that of lime and the effect of Portland cement and lime on the improvement of samples contaminated with Glycerol was considerable.
    Keywords: Kaolinite, Anthracene, Glycerol, Stabilization, Lime, Portland cement}
  • Ali Reza Ghanizadeh *, Morteza Rahrovan
    This paper aims to evaluate the full-depth reclamation (FDR) technique for the improvement of urban streets in the city of Sirjan from a technical standpoint. Also, experimental results of soil-reclaimed asphalt pavement (RAP) blend stabilized with Portland cement has been represented. The experimental program of this research includes two phases. The first phase includes geotechnical investigation of different pavement layers for assessment of the quality of existing materials and estimation of a structural number of existing pavements, and the second phase includes determination of optimum mix design for the recycled layer (stabilized soil-RAP blend). To this end, unconfined compressive strength and density tests were conducted on several soil/RAP ratios of 100/0, 80/20, 60/40, and 40/60. For each blend, different percentages of Portland cement were mixed to soil/RAP blends and cured for 7 and 28 days. Results showed that by adding RAP to virgin soil, unconfined compression strength and optimum moisture content of stabilized samples decrease. Furthermore, the addition of Portland cement to the mixture increases compressive strength and decreases optimum moisture content. The results of this study also show the significant ability of FDR to increase the structural number of distressed pavements.
    Keywords: Full-Depth Reclamation (FDR), Portland Cement, Reclaimed Asphalt Pavement (RAP), USC}
  • 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}
  • فرشته قمی اویلی*، مرضیه مکارمی، مجتبی امینی

    سازه های بتنی پروژه های در حال احداث در نزدیکی تالابها باعث ورود مواد زیان آور به درون تالاب و بالتبع آن فرار یا مرگ جانوران ،انباشتگی تالاب از رسوبات مصنوعی، تغییرکیفیت شیمیایی آب و... می شود که استفاده از پوزولان ها و همچنین استفاده از بتنهای دوستدار محیط زیست راهکار مناسبی در جهت کاهش این مواد زیان آور می باشد . در این پژوهش که در تالاب بین المللی انزلی انجام گردید تاثیر ساخت پایه های بتنی پل جاده کنار گذر بندر انزلی برآلودگی تالاب مورد بررسی قرار گرفت . بدین منظور میزان تغییرات شیمیایی نمونه تهیه شده آب تالاب در تماس با دونوع بتن مختلف، یکی بتن ساخته شده با سیمان پرتلند و دیگری بتن ترکیبی سیمان پرتلند و ژل میکروسیلیس الیاف دار مورد بررسی قرار گرفت. نتایج این پژوهش نشان داد که کاهش 8 درصدی سیمان در مخلوط بتن و اضافه نمودن همان درصد ژل میکروسیلیس الیاف دار به حجم بتن پایه های پل ضمن افزایش مقاومت پل، سبب کاهش تغیرات درکیفیت شیمیایی آب تالاب می گردد. اضافه کردن ژل میکروسیلیس الیاف دار باعث تغییر کمتری در کیفیت شیمیایی آب نسبت به بتن تهیه شده با سیمان شده است و تنها بخاطر وجود سیلیس مقدار عنصر سیلیسم نسبت به حالتی که از بتن ترکیبی با سیمان استفاده شد، تغییرات بیشتری از خود نشان می دهد.

    کلید واژگان: تغییرات شیمیایی, آلودگی, بتن, سیمان پرتلند, ژل میکروسیلیس}
    Fereshteh Ghomi Avili *, Marzieh Makaremi, Mojtaba Amini

    Concrete structures Projects under construction near wetlands cause harmful substances to enter the wetland and thereby escape or death of animals, wetland accumulation from artificial sediments, chemical change of water, etc. Using pozzolans as well as environmentally friendly concrete is a good way to reduce harmful substances.. In this research conducted in Anzali International Wetland, the effect of constructing concrete foundations along the road of Anzali port on the pollution of the wetland was investigated and the amount of chemical changes of the sample prepared in the wetland water by different concrete, one concrete made with Portland cement and another Portland blend concrete and fused micro-silica gel. The results of this study showed that by reducing the concrete content of 8% and adding the same percentage of fused micro-silica gel to the concrete volume of the bridge bridges, while increasing the bridge's resistance, Biodiversity and pollution of the wetland water also occurred in the environmental assessment of the bridges Concrete and metal found that it is more suitable to produce less pollutants in the process of manufacturing metal bridges. Addition of fiber-reinforced silica gel resulted in less change in the chemical quality of water than in cement-based concrete, and only due to the presence of silica, the amount of silicon element was greater than that of cement-based concrete.

    Keywords: chemical change, Pollution, Concrete, Portland Cement, microsilica gel}
  • 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}
  • امیر طریقت*، میلاد محمدی، یاقوت مدرس

    در دهه های اخیر، درک جنبه های اساسی شیمی سیمان پیشرفت کرده است. با توجه به پیشرفت های مذکور، ضروری است که واکنش های هیدراسیون مواد پایه ی سیمانی با مدل سازی ترمودینامیکی بررسی شوند. در نوشتار حاضر، از مدل ترمودینامیکی برای بررسی هیدراسیون سیمان حاوی سرباره با درصدهای جایگزینی 10 الی 80 در دمای ثابت $20^{0C}$ استفاده شده است. مدل سازی ترمودینامیکی براساس روش کمینه سازی انرژی آزاد گیبس در نرم افزار G E M است. مجموعه ی فازهای تشکیل شده، غلظت محلول منفذی و انقباض شیمیایی محصولات هیدراسیون سیمان حاوی سرباره در مدل سازی های بررسی شدند و محاسبات ترمودینامیکی نشان دادند که استفاده از سرباره، ضمن مصرف هیدروکسیدکلسیم و افزایش سیلیکات کلسیم آبدار، حجم محلول منفذی را کاهش می دهد و باعث افزایش انقباض شیمیایی می شود. کاربرد سرباره در نهایت موجب افزایش حجم مجموع محصولات هیدراسیون و بهبود خواص ساختاری، عملکرد و دوام مواد پایه ی سیمانی می شود.

    کلید واژگان: ترمودینامیک, مدل سازی, هیدراسیون, سیمان پرتلند, سرباره}
    A. Tarighat *, M. Mohammadi, Y. Modarres

    Over the recent decades, understanding fundamental aspects of cement chemistry has advanced. Due to the recent developments in the eld of cement for improving and reducing the negative environmental impacts of cement production, it is necessary to model or simulate hydration reactions of the cementitious materials. The process in which the cementitious materials form is of great importance. Hence, employing thermodynamic science properly is important. This knowledge gives a powerful insight into developing links between the mineralogy and engineering properties of hydrated cement paste and, therefore, anticipates improvements in its performance of cement production. The hydration process is dramatically in uenced by cement chemistry and microstructures, as a slight change in cementitious generic ingredients can create great differences in the hydration products. Usage of supplementary cementitious materials has considerable in uence on the amount and kind of hydrates formed and thus volume, porosity and durability of cementitious systems. In this paper, blast furnace slag of Esfahan Steel Company with the replacement percentages of 10 to 80 was used to make several thermodynamical models at constant temperature of 20C. Thermodynamic modeling was based on the method of minimizing Gibbs free energy to calculate the composition of the pore solution and solid phase's developments. It is ideal for better understanding reactions' mechanisms during the hydration process. GEM software was applied for thermodynamical modelling. The formed phases assemblage, concentration of pore solution and chemical shrinkage of models were examined. Thermodynamic calculations indicate that slag consumes portlandite and increases calcium silicate hydrates. It also reduces the pore solution volume that results in higher chemical shrinkage and increases the amount of hydrotalcite. Overall, the ndings of slag replacement in cement are higher volume of hydrates, improvement of mechanical properties and, enhanced durability of concretes with cementitious materials.

    Keywords: Thermodynamics, Modeling, Hydration, Portland Cement, Slag}
  • امیر طریقت *، یاقوت مدرس، میلاد محمدی
    حمله سولفاتی مجموعه ای از واکنش های شیمیایی و فیزیکی است که بین خمیر سیمان سخت شده و یون های سولفات رخ می دهد. نفوذ یون های سولفات به داخل مواد سیمانی منجر به تشکیل فازهایی همچون گچ و اترینگایت می شود که انبساط و خرابی بتن را به دنبال دارند. در این تحقیق از شبیه سازی ترمودینامیکی بر اساس روش به حداقل رساندن انرژی آزاد گیبس، برای درک بهتر حمله سولفات خارجی و رفتار خمیر سیمان سخت شده در نمونه های ساخته شده از سیمان پرتلند معمولی و سیمان های آمیخته با خاکستر پوسته برنج، استفاده شده است. با کمک این روش علاوه بر بررسی غلظت محلول منفذی و نوع و حجم فازهای تشکیل شده طی حمله سولفاتی، عوامل دیگری ازجمله تاثیر خاکستر پوسته برنج، درصد بهینه جایگزینی آن و غلظت های مختلف محلول سولفات سدیم موردمطالعه قرارگرفته اند. شبیه سازی خمیر سیمان سخت شده در محلول سولفات سدیم با غلظت های 4 و 44 گرم بر لیتر انجام شده و جایگزینی 10 و 15 درصد خاکستر پوسته برنج در نظر گرفته شده است. نتایج ارائه شده به وضوح نشان می دهد که غلظت محلول سولفاتی در نوع و حجم فازهای تشکیل شده، به ویژه گچ و اترینگایت، تاثیرگذار است؛ در غلظت های پایین، 4 گرم بر لیتر، تشکیل گچ مشاهده نشده است. خاکستر پوسته برنج در 15 درصد جایگزینی، آب آهک را به طور کامل مصرف و بیشترین حجم ژل سیلیکاتی را تولید می کند و از این درصد به بالا دیگر تاثیر قابل توجهی در ژل سیلیکاتی که عمده مقاومت خمیر سیمان را تامین می-کند، ندارد. به طور کلی نتایج شبیه سازی با مطالعات و نتایج آزمایشگاهی که ریزساختار را بررسی نموده اند، تطابق خوبی دارد.
    کلید واژگان: حمله سولفاتی, شبیه سازی, ترمودینامیک, سیمان پرتلند, خاکستر پوسته برنج}
    Amir Tarighat *, Yaghout Modarres, Milad Mohamadi
    Sulfate attack is a series of physico-chemical reactions between hardened cement paste and sulfate ions. Sulfate ion penetration into the cement results in the formation of voluminous and deleterious phases such as gypsum and ettringite which are believed to cause deterioration and expansion of concrete; However, there is no direct relationship between Ettringite or solids formation during the sulfate attack and the amount of expansion. Concrete deterioration due to sulfate attack depends on multiple elements, however, in experimental studies, the implementation of the elements and obtaining the results in a short time are very difficult. Therefore, the significance of theoretical and software modelling along with in experimental studies, reducing the time and cost, increases so much as to achieve reliable results. Thermodynamic simulations, in this research, are employed according to the method of minimizing Gibbs free energy in order to better understand the external sulfate attack and the behaviour of mortar samples made of ordinary Portland cement and blended cements.GEM software helps in studying the microstructure of cement, volume and type of phases formed in sulfate solutions under different conditions. With this software, a virtual laboratory of materials could be created, which simulates natural processes such as hydration, sulfate attack, and factors that affect them with less time and cost. This modeling type could be utilized for cement systems in order to calculate sets of stable phases. A system achieves thermodynamic equilibrium when there is no more spontaneous tendency for change. GEM software which is able to calculate the stable phase as a function of reactants, temperature and pressure is employed. In this software chemical interactions involving solids, solid solutions, metls, gas/fluid mixture, aqueous electrolyte, (non-)electrostatic surface complexation, and ion exchange can be considered simultaneously in the chemical elemental stoichiometry ( electrical charge) of the system, i.e. without any mass balance constraints for ligands or surface sites. GEMS simulates various mass-transfer processes and reaction paths, such as mixing; But this software cannot replace our knowledge of physical chemistry. Type and volume of phases formed during the sulfate attack and factors affecting that such as cement chemistry, rice husk ash and sulfate solution with different concentrations were studied With the help of this method. Simulation of mortar samples was performed in sodium sulfate with concentrations of 4 and 44 g per liter and 10 and 15 percent rice husk ash substitution. Mortar samples at 20 ° C and water-cement ratio of 0.5 is assumed. Rice husk ash substitution has an effective role in microstructures improvement, reduced impermeability, and volume of forming products. Sodium sulfate is more dangerous and destructive compared to other sulfates like calcium sulfate or potassium sulfate and forms phases with higher volumes. The results clearly indicate that rice husk ash, consumed portlandite completely and produced maximum volume of calcium silicate hydrate(C-S-H) by 15 percent replacement and also there is not a simple relationship between the increase of formed phases by the penetration of sulfate ions and the observed expansion. Generally, the results correspond to the studies and in experimental results which have examined micro structure.
    Keywords: Sulfate attack, Simulation, Thermodynamic, Portland cement, Rice husk ash}
نکته
  • 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.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال