بررسی خواص مکانیکی و برخی شاخص‌های دوام بتن حاوی ریزالیاف ولاستونیت و پوزولان میکروسیلیس

نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار و عضو هیدت علمی دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی تهران

2 دانشجوی کارشناسی ارشد- دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی تهران

چکیده

تحقیقات اخیر در صنعت ساخت و ساز جایگزینی کلی یا جزئی سیمان توسط پوزولان‏ها و مواد معدنی را موجه می‏سازد. تولید و استفاده از این مواد می­تواند با مزیت­های اقتصادی، زیست محیطی و فنی مانند ذخیره انرژی، کاهش حرارت هیدراسیون، حفاظت از محیط زیست و یا بهبود دوام در مقابل حملات شیمیایی مختلف همراه شود. ولاستونیت ماده­ای معدنی است که اخیراً به عنوان جایگزین مناسب قسمتی از سیمان در بتن مطرح شده است. با این که وجود منابع عظیمی از این ماده در ایران به ثبت رسیده، ولی تاکنون در کشور ما تحقیقی در خصوص جایگزینی این ماده در بتن انجام نشده و اطلاعات کمی از تأثیر این ماده بر خصوصیات مکانیکی و دوام بتن در دسترس است. از این رو در این تحقیق آزمایشگاهی به منظور بررسی اثر جایگزینی مقادیر مختلف ماده معدنی ولاستونیت بر برخی از خواص مکانیکی و دوام بتن، 27 طرح مخلوط در سه نسبت آب به مواد سیمانی مختلف ساخته شد. در برخی طرح­ها از پوزولان میکروسیلیس نیز به دلیل ضعف ولاستونیت در مقاومت کوتاه مدت استفاده شد. ولاستونیت به صورت درصد وزنی به میزان 5% و 20% و میکروسیلیس نیز در درصدهای 7% و 10% جایگزین سیمان شده است. به منظور تعیین خواص مکانیکی و شاخص­های دوام آزمایش­های مربوطه در سنین 7، 28 و 90 روز برروی نمونه­های بتنی انجام شد. نتایج به دست آمده نشان می­دهند طرح­هایی که در آن­ها 5 درصد ولاستونیت به همراه میکروسیلیس با سیمان جایگزین شده است، بهترین عملکرد را در آزمایش­های مکانیکی و دوام داشته­اند.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Evaluation of Mechanical Properties and Durability indices of Concrete containing Wollastonite and Silica-Fume

نویسندگان [English]

  • Amir Tarighat 1
  • Oveys Afzali Naniz 2
1 Faculty of of Civil Engineering, Shahid Rajaee Teacher Training University
2 Faculty of of Civil Engineering, Shahid Rajaee Teacher Training University, Tehran
چکیده [English]

     Currently, concrete based on Portland cement (PC) is the most used construction material. However, Portland cement is not without problems. Manufacturing of Portland cement consumes 10-11 EJ of energy annually, approximately 2-3% of global primary energy use. Furthermore, Portland cement production results in approximately 0.87 of carbon dioxide for every tons of cement produced (roy, 1999; Damtoft et al., 2008). Recent researches on construction industry show an increasing interest in partial replacement of cement by pozzolans and minerals. Production and use of these materials can be accompanied by economic, environmental and technical advantages such as saving energy, reducing heat of hydration, environmental protection or improvement of the durability against chemical attacks (Kargol et al., 2013; Madlool et al., 2013). Wollastonite is a natural mineral that has been recently proposed as an alternative part of cement in concrete (Ransinchung and Kumar, 2010). There is little information about the effect of this material on mechanical properties and durability of concrete. In this study the effect of different replacement percentages of wollastonite and silica fume with cement on concrete properties was evaluated.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Concrete
  • Mechanical properties
  • Durability indices
  • Wollastonite
  • Silica- Fume

مراجع

AbdulAleem MI, Arumairaj PD, “Geopolymer concrete: A review”, International Journal of Engineering Sciences & Emerging Technologies, 2012, 1 (2), 118-122.
ASTM C33, “Standard specification for concrete aggregates”, Annual book of ASTM Standards, 2008.
ASTM C125, “Standard terminology relating to concrete and concrete Aggregates”, Annual book of ASTM Standards, 2008.
Beaudoin JJ, Low NMP, “Flexural strength and microstructure of cement binders reinforced with wollastonite micro-fibres”, Cement and Concrete Research, 1993, 905-916.
Crooks AF, “Wollastonite in south australi”, Department of Primary Industries and Resources, Australia, 1999.
Juenger MCG, Winnefeld F, Provis JL, Ideker JH, “Advances in alternative cementitious binders”, Cement and Concrete Research, 2011, 41, 1232-1243.
Karol MA, Muller U, and Gardei A, “Properties and performance of silane: blended cement systems”, Materials and Structures, 2013, 46 (9), 1429-1439.
Madlool N, Saidur R, Rahim NAM, Kamalisarvestani, “An overview of energy savings measures for cement industries”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2013, 19, 18-29.
Mathur R, Goel P, “Influnce of wollastonite on mechanical properties of concrete”, Journal of Scientific & Industrial Research, 2007, 66, 1029-1034.
Maxim LD, McConnell EE, “A review of the toxicology and epidemiology of wollastonite”, Inhal Toxicol, 2005, 17, 451-466.
 Nikonova NS, Tikhomirova LN, Belyakov AV, Zakharov AL, “Wollastonite in silicate matrices”, Glass and Ceramics, 2003, 60 (10), 38-42.
Ransinchung GD, Kumar B, “Investigations on pastes and mortars of ordinary Portland cement admixed with wollastonite and micro silica”, Journal of Materials in Civil Engineering, 2010, 22 (4), 305–313.
Ransinchung GD, Kumar B, Kumar V, “Assessment of water absorption and chloride ion penetration of water pavement quality concrete admixed with wollastonite and microsilica”, Construction and Building Materials, 2009, 23, 1168-1177.
Farmington H, “Cement and concrete terminology”, Reported by ACI Committee 116, American Concrete Institute, US, 2000.
Vakifahmetoglu C, Park J, Korkusuz F, Ozturk A, Timucin M, “Production and properties of apatite-wollastonite ceramics for biomedical applications”, Interceram Journal, 2009, 58, 86-90.
Siddique R, “Utilization of silica fume in concrete, Review of hardened properties”, Resources, Conservation and Recycling, 2011, 55, 923-932.
Villa CE, Pecina T, Torres L, Gómez L, “Geopolymer synthesis using alkaline activation of natural zeolite”, Construction and Building Materials, 2010, 24, 2084-2090.
Zussman HD, “Rock Forming Minerals, Single Chain Silicates”, 2nd Edition, Vol. 2A, Geological Society, London, UK, 1997.
 
نشریه مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه تبریز
دوره 47.1، شماره 86 - شماره پیاپی 86
بهار 1396
خرداد 1396
صفحه 47-57

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار