بررسی‌آزمایشگاهی‌ بتن پوزولانی معدنی محلّی‌ دربرابر آتش و ارزیابی توانایی آن‌ درکاهش انتشار گاز گلخانه‌ای CO2

نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی عمران، واحد خرم‌آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، خرم‌آباد

2 1-استاد مدعو ‌ گروه مهندسی عمران، واحد خرم‌آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، خرم‌آباد 2-دانشکده فنی، دانشگاه گیلان، رشت

چکیده

یافتن راهی جهت کاهش تولید و مصرف سیمان در بتن بعنوان پرمصرف‌ترین مصالح ساختمانی، که درنتیجه آن از انتشارگاز ‌گلخانه‌ای CO2 کاسته شود، اولویت دارد. در این مقاله ، یک پوزولان طبیعی از ایران با خواص فیزیکی و شیمیایی مناسب برای جایگزینی بخشی از سیمان در بتن، معرفی و خواصّ مهندسی آن بررسی و توانایی آن در کاهش مقدار انتشار CO2 مورد ارزیابی قرار گرفت. درآزمایشات، از الیاف فولادی و پلی‌پروپیلن به صورت جداگانه و هیبرید با پوزولان معدنی جدید استفاده گردید. با توجّه به بهینه سازی‌های قبلی، پوزولان معدنی با کسر وزنی 15 درصد معوض سیمان، در بتن استفاده شد. آزمایشات نشان داد نمونه‌های بتنی حاوی پوزولان معدنی محلّی و الیاف فولادی، از مقاومت فشاری بیشتری برخوردار بودند. نمونه‌های بتن پوزولانی حاوی ترکیبی از الیاف فولادی و پلی‌پروپیلن عملکرد بهتری در مقاومت خمشی داشتند. بررسی مقاومت نمونه ها پس از قرار گیری در دمای ° C600 صورت پذیرفت. نمونه های حاوی الیاف فولادی مقاومت فشاری بهتری از خود نشان دادند. بررسی‌ها ثابت کرد؛ افزودن 15 درصد وزنی پوزولان معدنی محلی معوض سیمان در بتن می تواند 20/ 15درصد انتشار گاز گلخانه ای CO2 را کاهش دهد. مطالعات میکروسکوپ الکترونی روبشی بر روی نمونه های حاوی پوزولان معدنی محلی نشان داد که این پوزولان با ایجاد واکنش مطلوب پوزولانی با پرتلندیت، از افزایش اندازه مقدار پرتلندیت در نزدیکی سنگدانه ها جلوگیری کرده و به‌این ترتیب ناحیه انتقال مرزی را تقویت کرد و پیوند بین کل و ماتریس را بهبود می بخشد. پوزولان معدنی مورد مطالعه، کارا درساخت بتن سبز است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Experimental study on properties and resistance of local mineral pozzolanic concrete against fire and evaluation of its ability to reduce CO2 emissions

نویسندگان [English]

  • MEHDI RAFTARI 1
  • Rahmat Madandoust 2
  • Reza Mahjoub 1
  • Mojtaba Rangrazian 1
1 Department of Civil Engineering, Khorramabad Branch, Islamic Azad University, Khorramabad, Iran
2 1-Visiting Professor, Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, Khorramabad Branch, Islamic Azad University, Khorramabad, Iran. 2-Professor, Department of Civil Engineering, University of Guilan, Rasht, Iran
چکیده [English]

Finding a way to reduce cement consumption in concrete as the most widely used building materials, thereby reducing CO2 emissions from greenhouses, is a priority. In this paper, a natural pozzolan from Iran with suitable physical and chemical properties to replace part of cement in concrete, its introduction and engineering properties were investigated and its ability to reduce CO2 emissions was evaluated. In the experiments, steel and polypropylene fibers were used separately and hybrids with new mineral pozzolans were used. According to the previous optimizations, mineral pozzolan with a weight fraction of 15% of cement substitute was used in concrete. Experiments showed that concrete samples containing local mineral pozzolans and steel fibers had higher compressive strength. Pozzolanic concrete samples containing a combination of steel fibers and polypropylene had better performance in flexural strength. The strength of the samples was evaluated after exposure to 600 ° C. Samples containing steel fibers showed better compressive strength. Studies have shown; Adding 15% by weight of local mineral exchange pozzolan to cement in concrete can reduce CO2 emissions by 15.20%. Scanning electron microscope studies on samples containing local mineral pozzolan showed that this pozzolan prevented the increase in the amount of portlandite near the aggregates by creating a favorable pozzolanic reaction with portlandite and thus strengthened the boundary transition zone and the bond between the whole and Improves the matrix. The studied mineral pozzolan is effective in making green concrete.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Pozzolanic fiber concrete
  • mechanical properties of concrete
  • fire effect
  • greenhouse gas
  • global warming potential (GWP)
  • green concrete