Improved Compressive, Tensile and Flexural Strength of Non-Reinforced Specimens and Reinforced Beams Including Zeolite

Authors

Faculty of Civil Engineering, Semnan University

Abstract

In recent years the natural zeolite as a supplementary cementitious material (Ahmadi, Shekarchi, 2010) and natural zeolite as construction materials were used in different countries and for different special concretes (Feng, Peng, 2005; Türkmen, Aydin, 2010; and Uzal, Turanli, Mehta, 2007). In the present paper, results of experimental investigations on using zeolite and silica fume as two pozolane materials in concrete mixes at two different cases of separately and mixed together and their effects on compressive, tensile and flexural strengths are presented. In this research program, experimental study was followed by selecting and designing eight different concrete mixes containing constant water-cement ratio equal 0.5 with reference mix without any mineral material. Then zeolite and silica fume were added separately and mixed together to concrete replacing with percentage of cement weight. Zeolite with three percent of 5, 10, 15 percent and silica fume with 7% were considered. Two different mechanical and structural specimens were casted, 48 compressive cubic and 24 tensile strength cylinder and 24 non-reinforce flexural strength beams as mechanical specimens were cast. And also 8 structural reinforced beam specimens were cast based for measuring flexural capacity.

Keywords

References

احمدی ب، شکرچی­زاده م، افتخارنژاد ج،" بهبود دوام بتن با استفاده از ترکیب زئولیت با دوده سیلیسی و خاکستر بادی"، سومین کنفرانس ملّی سالیانه بتن- تهران، 17 مهر 1390.
خوشایند م،" دوام بتن و نقش سیمان­های پوزولانی"، دومین کنگره ملّی- مهندسی عمران، 1384.
رمضانیانپور ع ا، پیدایش م، میرولد س، آرامون ا،" اثر انواع پوزلان­های طبیعی بر دوام بتن در برابر حمله کلرایدی"، اولین کنفرانس ملّی بتن ایران، تهران، 1388.
رمضانیانپور ع ا، پیدایش م، میرولد س س، آرامون ا، "نقش پوزولان­های طبیعی در کاهش نفوذپذیری و افزایش دوام بتن­ها در محیط­های خورنده کلرایدی"، نشریه مهندسی عمران و محیط زیست امیرکبیر، 1389، شماره 3، 45-53.
رمضانیانپور ع ا، موسوی س ر، کلهری م، احمدی ب،"خواص مهندسی و دوام بتن­های ساخته شده از زئولیت"، سومین کنفرانس بتن ایران- تهران، مهر 1390.
رمضانیانپور ع ا، کلهری م، موسوی س ر، "زئولیت و اثر آن بر ناحیه انتقال"، چهارمین کنفرانس ملّی بتن ایران، مهر 1391.
رمضانیانپور ع ا، موسوی س ر، کلهری م، " بررسی اثر سیستم‌های عمل‌آوری در خواص مهندسی و دوام بتن‌های حاوی زئولیت"، مجله عمران شریف، دوره 2 (1)، 1393، صفحه 113-118.
رنجبر م م، مدندوست ر، شریف­جدیدی م، موسوی س ی، "تأثیر درجه حرارت­های مختلف بر روی خواص بتن حاوی زئولیت"، هفتمین کنگره مهندسی عمران، زاهدان، اردیبهشت 1392.
شایگی­نیک س،" بررسی بعضی از خصوصیات پودر پوزولان پومیس تفتان به عنوان جایگزین بخشی از سیمان"، پایان­نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، 1385.
شکرچی­زاده م، ولی­پور م، پرگر ف،"بررسی تأثیر استفاده از پوزولان­های میکروسیلیس، متاکائولن و زئولیت و الیاف پلی­پروپیلن بر مقاومت در برابر نفوذ یون کلر در بتن در شرایط محیطی جزیره قشم"، نشریه مهندسی عمران، 1389 سال 22 (1)، 83-96.
صداقت­دوست آ، خرازیان ح، نیکوان پ،" بررسی تأثیر زئولیت بر مقاومت فشاری سبک"، اولین کنفرانس ملی صنعت بتن، 1391.
فامیلی ه، باقری ع، ایراجیان م، "مواد پوزولانی و سرباره­ای کشور و کاربرد آنها در صنعت سیمان و بتن"، اولین کنفرانس بین­المللی بتن و توسعه، تهران، 1380.
مدندوست ر، موسوی س ی،"تأثیر زئولیت بر خواص بتن تازه و سخت شده خود متراکم"، چهارمین کنفرانس ملّی سالیانه بتن ایران- تهران، مهرماه 1391.
مهتا م ن، "تکنولوژی بتن پیشرفته"، مترجم: علی­اکبر رمضانیانپور، پرویز قدوسی، اسماعیل گنجیان، انتشارات صنعتی امیرکبیر 1388.
ولی­پور م، پرگر ف، "بررسی امکان استفاده از پوزولان طبیعی جهت اصلاح الگوی مصرف سیمان و بهبود دوام بتن در شرایط محیطی خلیج فارس"، دومین کنفرانس ملّی بتن ایران، 1389.
ACI 224, “Protection of metals in concrete against corrosion”, 2001.
Ahmadi B, Shekarchi M, “Use of natural zeolite as a supplementary cementitious material”, Cement & Concrete Composites, 2010, 201, 32 (2), 134-141.
ASTM C143/C143M-15a, Standard Test Method for Slump of Hydraulic-Cement Concrete, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2015, www.astm.org.
ASTM C39/C39M-17b, Standard Test Method for Compressive Strength of Cylindrical Concrete Specimens, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2017, www.astm.org.
ASTM C496/C496M-11, Standard Test Method for Splitting Tensile Strength of Cylindrical Concrete Specimens, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2004, www.astm.org.
ASTM C78/C78M-16, Standard Test Method for Flexural Strength of Concrete (Using Simple Beam with Third-Point Loading), ASTM International, West Conshohocken, PA, 2016, www.astm.org.
BS 1881-122, 2011 Testing concrete, Method for determination of water absorption.
Cioffi R, Colangelo F, Caputo D, Liguori B, “Influence of High Volumes of Ultra-Fine Additions on Self Compacting Concrete”, Advances in Cement Research, 2007.
Feng N, Peng G, “Applications of natural zeolite to construction and building materials in China”, Construction and Building Materials, 2005, 19 (8), 579-584.
Feng, N, Li, QG, Zang, XW, “High-Strength and flowing Concrete with zeolitic mineral admixtures”, Cement, Concrete and Aggregates, 1990, 12 (2), 61-69.
Feng NQ, Hao T, “Mechanism of natural zeolite powder in preventing alkali-silica reaction in concrete”, Advances in Cement Research, 1998, 10 (3), 101-108.
Feng NQ, Hongwei J, Enyi Ch, “Study on the suppression effect of natural zeolite on expansion of concrete due to alkali-aggregate reaction”, Magazine of Concrete Research, 1998, 50 (1), 17-24.
Feng NQ, Feng X, Hao T, Xing F, “Effect of ultrafine mineral powder on the charge passed of the concrete”, Cement and Concrete Research, 2002, 32 (4), 623-627.
Karakurt C, Topçu IB, “Effect of blended cements produced with natural zeolite and industrial byproducts on alkali-silica reaction and sulfate resistance of concrete”, Construction and building Materials, 2011, 25, 1789-1795.
Mehta PK, “Siliceous ashes and hydraulic cements prepared therefrom”, US Patent, 4105459, August 1978.    
Poon CS, Lam L, Kou SC, Lin ZS, “A study on the hydration rate of natural zeolite blended cement pastes”, Construction and Building Materials, 13 (8), 1999.
Sammy YN, Chan, Xihuang Ji, “Comparative Study of the Initial Surface Absorption and Chloride Diffusion of High Performance Zeolite, Silica Fume and PFA Concretes”, Cement and Concrete Composites, 1990, 21 (4), 293-300.
Türkmen I, Aydin A, Aydin AC, “Characteristics of workability, strength, and ultrasonic pulse velocity of SCC containing zeolite and slag”, Science Research Essays, 2010, 5, 2055-2064.
Uzal B, Turanli L, Mehta, PK, “High-Volume natural pozzolan concrete for structural applications”, ACI Materials Journal, 2007, 104 (5), 535-538.
 
Journal of Civil and Environmental Engineering
Volume 48.4, Issue 93 - Serial Number 93
Winter 2019
February 2019
Pages 103-113

Files

Share

How to cite

Statistics