در این مقاله اثر روش عمل آوری (دمای محیط (A)، اوون (O) و آب جوش (BW))، غلظت محلول سدیم هیدروکسید ( 8 و 12 مول در لیتر) و ضخامت دیسک (یعنی 1، 2 و 3 سانتی متر) در مقاومت Pull-Off بتن ژئوپلیمری بر پایه سرباره کوره آهن گدازی و پودر زئولیت طبیعی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که مقدار مقاومت Pull-Off به دست آمده از دیسک با ضخامت 3 سانتی متر به طور میانگین 2.6 درصد بیشتر از مقدار به دست آمده از دیسک با ضخامت 2 سانتی متر است. این بدان معناست که دیسک های با ضخامت های 2 و 3 سانتی متر مقادیر تقریباً برابری از مقاومت Pull-Off را نتیجه داده اند. علاوه بر این، مقدار مقاومت Pull-Off به دست آمده از دیسک با ضخامت 2 سانتی متر به طور متوسط 28.4٪ بیشتر از مقدار به دست آمده از دیسک به ضخامت 1 سانتی متر است. بر اساس نتایج به دست آمده از دیسک با ضخامت 2 سانتی متر: الف) نسبت مقاومت Pull-Off بدست آمده از نمونه های عمل آوری شده در آب جوش و اوون به نمونه عمل آوری شده در دمای محیط به ترتیب برابر با 1.383 و 1.089 به دست آمده است. ب) با جایگزینی 20% وزن سرباره کوره آهن گدازی با پودر زئولیت طبیعی، مقاومت Pull-Off به طور متوسط 16.29٪ کاهش می یابد. ج) با افزایش غلظت محلول سدیم هیدروکسید از 8 به 12 مول در لیتر، مقدار مقاومت Pull-Off به طور متوسط 14.48٪ افزایش می یابد. بر اساس نتایج بدست آمده، یک رابطه غیرخطی قوی بین مقاومت فشاری و مقاومت Pull-Off بتن ژئوپلیمری وجود دارد.

به منظور کاهش اثرات زیست محیطی و همچنین افزایش بهره وری انرژی در فرآیند تولید سیمان، امروزه از مواد جایگزین کلینکر در سیمان استفاده می شود تا با مقدار معینی از کلینکر تولیدی کارخانه سیمان بتوان مقدار بیشتری سیمان مرکب با مشخصات یکسان تولید نمود. این امر با ترکیب مناسب مواد کم کربن و سازگار با محیط زیست حاصل می گردد. هدف، تولید سیمانی است که ضمن در دسترس بودن مصالح منجر به کاهش انتشار دی اکسید کربن شود. در این مطالعه، از مواد معدنی بازیافتی (خاک رس بازیافتی و سرباره کوره آهن گدازی)، رس کلسینه و همچنین پودر سنگ آهک به عنوان جایگزین جزئی سیمان/کلینکر برای ساخت سیمان کم کربن استفاده شده است. مشخصات ملات تازه و مقاومت فشاری از جمله آزمایش هایی هستند که در این مطالعه در نظر گرفته شده اند. از این رو، 16 طرح اختلاط شامل 5 طرح اختلاط ملات حاوی رس کلسینه، پودر سنگ آهک و مواد بازیافتی برای جایگزینی سیمان و 9 طرح اختلاط حاوی رس کلسینه، پودر سنگ آهک و مواد بازیافتی برای جایگزینی پودر کلینکر به همراه دو طرح مرجع تهیه شدند. نتایج نشان داد که مقاومت فشاری طرح های حاوی خاک رس بازیافتی در سنین مختلف مشابه طرح های حاوی خاک رس طبیعی است. براساس نتایج، مقاومت فشاری طرح های حاوی خاک رس بازیافتی و سنگ آهک با 30 درصد جایگزینی در مقایسه با طرح مرجع حدود 20 درصد کاهش یافته است. این در حالی است که کاهش مقاومت فشاری طرح های 35 درصد جایگزینی حاوی مواد معدنی بازیافتی تنها کمتر از 10 درصد بوده است.

استفاده از مصالح بازیافتی در کاربردهای مهندسی مزایای اقتصادی و زیست محیطی را به همراه دارد. دفع این مواد در محل های دفن زباله پرهزینه است و مسائل زیست محیطی بالقوه ای را ایجاد می نماید. بازیافت و استفاده مجدد از مصالح ساخت ساز و تخریب، در مواردی مانند سازه های روسازی و عناصر غیر سازه ای ساختمان، منجر به حفظ منابع طبیعی و کاهش آلودگی محیط زیست می شود. در سال های اخیر، این مصالح عمدتا در ساخت پروژه های راهسازی مورد استفاده قرار می گیرند و بنابرین رفته رفته تاثیرشان را بر روی محیط زیست نشان می دهند. در این تحقیق به بررسی مقاومت فشاری تک محوری و نسبت باربری کالیفرنیای خاک رس آبیک قزوین به کمک ضایعات بتنی (CW) و سرباره ی کوره آهن گدازی ((BFS)) پرداختیم. نمونه های رسی به ازای 25 و 50 درصد CW و با محتوای 2 و 4 درصد (BFS) تثبیت شده اند و زمان های عمل آوری 7، 14 و 28 روزه مورد استفاده قرار گرفته است. نتایج بدست آمده نشان داد که افزودن CW و (BFS) به خاک رسی باعث افزایش مقدار CBR ترکیب می گردد و زمان عمل آوری نیز تاثیر مثبتی را بر روی نتایج CBR می گذارد. همچنین محتوای (BFS) تاثیر بسزایی را بر روی مقاومت تک محوری ترکیبات رس و CW (مخصوصا رس با 50 درصد CW) می گذارد و ترکیب 50 درصد CW و 4 درصد (BFS) در زمان عمل آوری 28 روزه می تواند مقدار مقاومت فشاری تک محوری را تا 5 برابر افزایش دهد.

در این مقاله، اثر خاکستر برگ بامبو بر خصوصیات تازه، ریزساختاری و مکانیکی خمیر ژئوپلیمری بر پایه سرباره کوره آهن گدازی و خمیر ژئوپلیمری بر پایه سرباره کوره آهن گدازی/پودر زئولیت طبیعی مورد بررسی قرار گرفته است. علاوه بر این، اثر غلظت محلول هیدروکسید سدیم و نسبت محلول فعال کننده قلیایی به ماده پایه (Al/Bi) بر روی خصوصیات خمیر ژئوپلیمری بر پایه سرباره کوره آهن گدازی و خاکستر برگ بامبو بررسی شده است. بر اساس نتایج بدست آمده، جایگزینی 10 درصد از وزن مواد پایه با خاکستر برگ بامبو در خمیرهای ژئوپلیمری مورد مطالعه منجر به افزایش کارایی و زمان گیرش و همچنین کاهش مقدار فاز کریستالی تولید شده و در نتیجه کاهش مشخصات مکانیکی می شود. علاوه بر این نتایج نشان می دهد که افزایش غلظت محلول هیدروکسید سدیم از 8 به 16 مول در لیتر موجب کاهش کارایی، زمان گیرش و مشخصات مکانیکی خمیر ژئوپلیمری بر پایه سرباره کوره آهن گدازی و خاکستر برگ بامبو شده است. همچنین، در این نوع خمیر، افزایش نسبت Al/Bi از 5/0 به 7/0 موجب افزایش کارایی و زمان گیرش و کاهش مشخصات مکانیکی شده است. با توجه به نتایج بدست آمده، خاکستر برگ بامبو کارایی و زمان گیرش خمیرهای ژئوپلیمری بر پایه سرباره کوره آهن گدازی را افزایش می دهد اما با این حال، استفاده از آن باید تا مقدار معینی که موجب کاهش قابل توجه در مشخصات مکانیکی خمیر ژئوپلیمری نشود، محدود گردد

هدف از این تحقیق، مقایسه تأثیر پسماندهای صنعتی شامل غبار کوره سیمان (CKD)، خاکستربادی (FA) و سرباره کوره آهن گدازی (GG(BFS)) بر تثبیت خاک های رسی است. برای تثبیت شیمیایی خاک ها، مقدار بهینه CKD، 10-20 درصد، خاکستربادی رده C، 20-25 درصد و GG(BFS)، 20-30 درصد پیشنهاد شده است. با در نظر گرفتن مقدار pH خاک با درصدهای مختلف مواد افزودنی، مقدار افزودنی ها برای مقایسه بهتر، یکسان و برابر با 20 درصد انتخاب شد. آزمایش های تراکم استاندارد و نسبت باربری کالیفرنیا بر نمونه ها انجام شد. جهت بررسی اثر ریزساختاری مواد افزودنی، نمونه­ها تحت آنالیز میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و پراش پرتوی ایکس (XRD) قرار گرفتند. نتایج نشان داد که غبار کوره سیمان و خاکستربادی موجب کاهش دانسیته خشک حداکثر و افزایش درصد رطوبت بهینه خاک می­شوند. در حالی که سرباره کوره آهن گدازی، درصد رطوبت بهینه نمونه را کاهش و دانسیته خشک حداکثر را افزایش داد. نسبت باربری کالیفرنیا در خاک تثبیت­شده با CKD، FA و GG(BFS) به ترتیب 7/21، 3/13 و 7/15 برابر خاک خالص بود. منطبق بر نتایج آنالیز SEM و XRD، افزایش مقاومت در خاک تثبیت­شده، ناشی از واکنش­های پوزولانی و ایجاد محصولات سیمانتاسیون و در نتیجه اتصال ذرات خاک و تثبیت­کننده­ها و پُر شدن فضاهای خالی می­باشد. هر چه میزان آهک آزاد در تثبیت­کننده بیشتر باشد، افزایش مقاومت در خاک، بیشتر خواهد بود. در پروژه های اجرایی، عواملی مانند زمان تأخیر (زمان بین اولین تماس ماده افزودنی با آب و کوبیدن نهایی مخلوط) و میزان رطوبت که بر پارامترهای مقاومت تأثیر می گذارند، باید در نظر گرفته شوند. همچنین مسائل زیست محیطی مانند قابلیت واکنش پذیری و نفوذ این مواد به آب های زیرزمینی، حائز اهمیت است.

در این مقاله به مطالعه آزمایشگاهی عملکرد پس از حرارت ملات های سیمانی حاوی میکروسیلیس و سرباره کوره آهن گدازی پرداخته شد. بدین منظور نمونه های ملات در قالب های استاندارد جهت انجام تست مقاومت فشاری، کششی و خمشی حاوی 7، 14 و 21 درصد پوزولان بعنوان جایگزین سیمان مصرفی ساخته شد. همچنین بمنظور انجام عملیات حرارتی، نمونه ها در کوره الکتریکی در دماهای 100، 250، 500، 700 و 900 درجه سانتی گراد با نرخ افزایش دمای استاندارد قرار گرفته و پس از اتمام فرآیند حرارت دهی و سرد شدن نمونه ها، آزمایشات لازم بر روی هر یک انجام شد. نتایج نشان داد که بیشترین تاثیر استفاده از سرباره کوره آهن گدازی و میکروسیلیس به ترتیب در دماهای پایین (تا 250 درجه سانتی گراد) و دماهای بالا (500 درجه سانتی گراد و بالاتر) با رشد 73% و 180% مقاومت فشاری، 45% و 100% مقاومت کششی و 106% و 112% مقاومت خمشی قابل مشاهده است. همچنین با افزایش دما، اندازه دانه نمونه های حاوی میکروسیلیس و سرباره کوره آهن گدازی در آزمایش XRD، دچار افت کمتری تا حدود 6 درصد نسبت به نمونه شاهد شده است.

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.

در این مقاله به بررسی عملکرد بتن متخلخل روسازی حاوی انواع پوزولان ها در سنین 7 و 28 روزه پرداخته شد. بدین منظور تعدادی نمونه ی استوانه ای به ابعاد 10*20 سانتی متر و مکعبی به بعد 10 سانتی متر جهت انجام آزمایشات مقاومت فشاری و کششی و آزمایش جذب آب (دوام) ساخته شد. پوزولان های بکار رفته شامل میکروسیلیس، زئولیت، خاکستربادی و سرباره کوره آهن گدازی بوده که بعنوان جایگزین بخشی از سیمان در مقادیر 10 و 20 درصد استفاده شدند. لازم به ذکر است شن ریزدانه ی بکار رفته در این مقاله از معدن هامش بر استان سمنان بعنوان مصالح بومی بکار گرفته شد. نتایج حاکی از آن است که استفاده از میکروسیلیس و سرباره کوره آهن گدازی در بتن متخلخل بیشترین تأثیر را در بهبود مقاومت فشاری و کششی داشته بطوری که بطور میانگین مقاومت فشاری 60 درصد و مقاومت کششی تا حدود 3 برابر نسبت به نمونه شاهد بهبود بخشیده شد. همچنین در آزمایش جذب آب، در تمامی نمونه ها بجز نمونه های حاوی میکروسیلیس، با افزودن پوزولان های مختلف درصد جذب آب کاهش یافته، بطوری که طبق آیین نامه CEB-FIP در رده متوسط و خوب قرار گرفتند.

امروزه به ­منظور کاهش اثرات منفی محیط زیستی ناشی از به­ کارگیری سیمان در بتن، استفاده از نانو ذراتی که حاوی مواد آلومینوسیلیکاتی (Aluminosilicate) باشند به­ عنوان جایگزین بخشی از سیمان دارای اهمیت فراوان می­ باشد. در این مطالعه به بررسی آزمایشگاهی مقاومت بتن ژئوپلیمر (Geopolymer Concrete) سرباره­ای در برابر ضربه ­های چکش افتان در دمای اتاق و پس از در معرض قرار گرفتن حرارت 300 و 600 درجه سلسیوس در دوره عمل­ آوری 90 روزه پرداخته شده است، در این راستا سه طرح اختلاط از بتن ژئوپلیمر سرباره­ای حاوی 0 تا 8 درصد نانوسیلیس (Nanosilica) ساخته شد و پس از انجام آزمایش مقاومت ضربه ­ای و انتخاب طرح بهینه به ­لحاظ مقاومت، به­ منظور افزایش خواص مقاومتی در طرح بهینه، دو طرح حاوی 1 و 2 درصد از الیاف پلی­الفین (Polyolefin Fibers) ساخته شد و مجدد نمونه ­ها مورد آزمایش قرار گرفتند، نتایج حاصل از پنج طرح اختلاط با یک طرح اختلاط از بتن کنترل حاوی سیمان پرتلند مورد مقایسه و ارزیابی قرار گرفت. در ادامه جهت مقایسه و بررسی ریزساختاری بتن ژئوپلیمری و بتن کنترل از آنالیز SEM و XRD استفاده گردید. نتایج حاصله حاکی از مقاومت بالای نمونه ­های بتن ژئوپلیمر حاوی الیاف پلی­الفین در برابر ضربات چکش افتان بود و بررسی­ های ریزساختاری در هم ­پوشانی با نتایج حاصل از ارزیابی مقاومت ضربه ­ای چکش افتان در بتن قرار داشت.