بهره گیری همزمان از پوزولان ها و ژئوپلیمرها جهت بهبود مشخصات بتن، یکی از حوزه های نسبتاً جدید فناوری بتن محسوب می گردد. در این پژوهش از پوزولان های سرباره و زئولیت به عنوان جایگزین بخشی از سیمان در بتن استفاده گردید. همچنین برای کاهش اثرات منفی ناشی از درصدهای بالای جایگزینی پوزولان ها و بررسی اثرات متقابل آنها ، از فعالساز قلیایی استفاده شد. بر اساس نتایج آزمون های تعریف شده، مشخص گردید که افزودن فعالساز به بتن حاوی پوزولان در بازیابی بخشی از افت مشخصات ناشی از مصرف بالای پوزولان، نقش چشمگیری داشت. با افزودن فعالساز به طرح حاوی 60% سرباره، افزایشی به میزان 52.1% در مقاومت فشاری و 44.7% در مقاومت الکتریکی برای سن 28 روز مشاهده شد. همچنین طرح حاوی 60% زئولیت که بیشترین افت مقاومت فشاری را با 59.3% کاهش داشت، منجر به بهبود خواص عایق حرارتی بتن تا 14.3% نسبت به طرح شاهد گردید.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (pdf) مراجعه فرمایید.

یکی از عوامل آسیب و تخریب سازه های بتنی آتش سوزی میباشد. سازه های بتنی علاوه بر داشتن مشخصات مکانیکی مناسب، میبایست خواص دوام قابل قبولی نیز داشته باشند تا در طول عمر مفید سازه از ظرفیت خود استفاده نمایند. در این مطالعه تاثیردرصدهای حجمی مختلفی از الیاف فلزی در بهبود مشخصات مکانیکی و دوام بتن در دماهای مختلف بررسی شده است. مشخصات مکانیکی شامل مقاومت فشاری و مقاومت کششی بتن در حالت داغ و مشخصات دوام بتن حرارت دیده شامل جذب آب سطحی، عمق نفوذ آب، مقاومت الکتریکی و افت وزنی در آزمایشگاه بررسی شده اند. این مطالعه مقادیر 0. 25 و 0. 50 درصد حجمی الیاف فلزی و دماهای 28 تا 800 درجه سانتیگراد را پوشش میدهد. نتایج نشان داده است که افزایش مقاومت فشاری و کششی ناشی از افزایش سن نمونه ها، در بتن الیافی بیش از بتن بدون الیاف بوده است. همچنین ملاحظه گردید که افزودن الیاف فلزی به میزان 0. 25 و 0. 5 درصد حجمی مقاومت فشاری را به در محدوده 10 تا 27 درصد و مقاومت کششی را در محدوده 8 تا 200 درصد در دماهای بررسی شده بهبود داده است. از طرف دیگر کاربرد الیاف فلزی در بتن توانسته است موجب کاهش جذب آب سطحی، عمق نفوذ آب و مقاومت الکتریکی بتن شده و از افت وزنی بتن ناشی از حرارت بکاهد. جمع بندی نتایج این مطالعه نشان داده است که در دماهای کم تر و بیش تر از 500 درجه سانتیگراد، به ترتیب افزودن 0. 25 و0. 5 درصد حجمی الیاف بهترین عملکرد را در بهبود مشخصات مکانیکی و دوام بتن معمولی داشته است.

سیمان یکی از پرمصرف ترین مصالح ساختمانی در دنیا به خصوص کوره ها محسوب می شود. با توجه به آلایندگی تولید سیمان 900 کیلوگرم گاز CO2 به ازای تولید هر تن سیمان بیشتر تحقیقات سال های اخیر جهت جایگزینی سیمان با یک ماده جدید سازگار با محیط زیست بوده است. نتیجه این تحقیقات منجر به معرفی ماده جدیدی تحت عنوان فراک شد. فراک به عنوان ترکیب عمدتا یک ماده چسباننده آهنی است که کربن منفی را به دست می دهد. ساخت این ماده جدید از گرد و غبار آهن همراه با نسبت هایی از پودرسنگ آهک، خاکستر بادی، متاکائولین و اگزالیک اسید تهیه می شود. هدف این پژوهش بررسی دوام و مقاومت ملات های ژئوپلیمری حاوی فراک و الیاف بازالت در حرارت بالا است. لذا، برای این منظور در گام نخست نسبت های مختلفی از سرباره جهت بهینه یابی جایگزین سیمان هیدرولیکی گردید. در گام دوم بهترین نسبت سرباره  در گام اول با نسبت های مختلفی از فراک مخلوط می گردد تا بهترین درصد جایگزینی فراک بدست آید و در نهایت با افزودن درصدهای مختلفی از الیاف بازالت به بهینه ترین نمونه های گام دوم  نمونه های ملات تهیه شد و در هوای آزاد  آزمایشگاه عمل آوری گردید. سپس نمونه­های 28 روزه در درجه حرارت های 200و600 درجه سانتیگراد مورد آزمایش قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که مقاومت ملات ژئوپلیمری حاوی فراک بترتیب افت ناچیز (14%) و افت محسوس (50%) را در دماهای مذکور کسب می کند و نمی تواند  مورد مناسبی جهت استفاده در بدنه کوره های گرمایی  باشد. نتایج نشان می دهد نمونه های با درصد الیاف کمتر (0.3 % ) مقاومت فشاری بیشتری را در  28روز(53.9 %) کسب کرده اند.

در این مقاله اثر استفاده از درصدهای مختلف وزنی مواد با خاصیت پوزولانی همچون فلدسپات و میکروسیلیس (به عنوان جایگزین بخشی از سیمان) بر مشخصات مکانیکی و دوامی آزمونه ها بررسی شده است. مطالعۀ اثر کاربرد الیاف فولادی با درصد حجمی 1%، بر خواص مکانیکی کامپوزیت سیمانی از دیگر اهداف این تحقیق است. در پژوهش حاضر 19 طرح اختلاط از کامپوزیت های سیمانی، حاوی میکروسیلیس، فلدسپات و الیاف فولادی ساخته شده اند. فلدسپات و میکروسیلیس با درصدهای وزنی 5%، 10% و 15% به صورت انفرادی و ترکیبی با سیمان جایگزین شدند. خصوصیات مورد بررسی شامل: مقاومت فشاری، خمشی، کششی به روش مستقیم، الکتریکی، جذب آب و بررسی ریزساختار میکروسکوپ الکترونی روبشی بوده است. نتایج نشان داد در نمونه های حاوی الیاف فلزی کوتاه، بهبود مقاومت فشاری مشاهده شد؛ به طوری که همۀ نمونه های الیافی نسبت به نمونۀ شاهد افزایش مقاومت داشتند. در میان نمونه های فاقد الیاف، کمترین میزان افت مقاومت فشاری بر اثر حرارت به نمونه طرح با جایگزینی 15% فلدسپات اختصاص داشت. همۀ نمونه های حاوی 1% الیاف فولادی بدون توجه به درصد جایگزینی فلدسپات و میکروسیلیس، مقاومت خمشی بالاتری را نتیجه دادند. بررسی نتایج حاصل از آزمایش کشش مستقیم، نشان دهندۀ اثر چشمگیر الیاف فولادی بر افزایش مقاومت کششی کامپوزیت های سیمانی حاوی میکروسیلیس و فلدسپات است؛ به گونه ای که استفاده از 1% الیاف فولادی کوتاه موجب شده مقاومت کششی به طور متوسط 39% افزایش یابد.

نیاز به ویسکوزیته بالا در بتن خودتراکم به منظور حفظ یکنواختی و عدم جداشدگی ذرات، زمینه را برای کاربرد ماده پودری در طرح اختلاط این نوع بتن هموار ساخته است. تولید ضایعات پودری نزدیک به 50 درصدی در مراحل مختلف سنگ بری و نیاز به دفن این ضایعات نگرانی هایی را از نظر زیست محیطی در پی دارد. از سوی دیگر، امروزه پژوهش گرانی با دغدغه های زیست محیطی و همچنین اقتصادی استفاده از مواد جایگزینِ سیمان در طرح اختلاط بتن و در نتیجه کاهش تولید گاز کربن دی اکسید ناشی از تولید سیمان را لازم می دانند. دفن گل قرمز خام که به عنوان ضایعات کارخانه آلومینیوم سازی شناخته می شود، با اثرات مخرب زیست محیطی برای خاک، آب و هوای اطراف سدهای باطله همراه است. در این طرح پژوهشی تاثیر استفاده از گل قرمز به عنوان جایگزین بخشی از سیمان در طرح اختلاط بتن خودتراکم مورد پرسش قرار می گیرد. همچنین از ضایعات کارخانه های سنگ بری (پودر سنگ های مرمریت و گرانیت) به عنوان ماده پرکننده در بتن خودتراکم استفاده شده است. کارایی، مشخصات مکانیکی و دوام بتن خودتراکم با استفاده از آزمایش های مناسب سنجیده شد. هر چند گل قرمز خام خاصیت پوزلانی ندارد، ریزدانه بودن ذرات آن سبب متراکم شدن ماتریس بتن در درصدهای جایگزینی کم (تا 5 درصد) شده است. از سوی دیگر نشان داده می شود که استفاده از پودر سنگ­ های مرمیت و گرانیت به جای پودر سنگ آهک در بتن خودتراکم از نظر کارایی، مقاومتی و دوام مشکلی را در پی نخواهد داشت.

نانو صفحات گرافن ساختار صفحه ای دارند که هیدروفوب بوده و آب به دلیل عدم کشش سطحی گرافن بر روی این صفحات جذب نمی شود. استفاده از این مواد به دلیل سطح ویژه بالا و دانسیته پایین در کمترین مقدار می تواند تاثیر چشمگیری در خواص بتن داشته باشد بدون آنکه وزن بتن را افزایش دهد. این در حالیست که به دلیل ذات هیدروفوب این ذرات، پراکنش یکنواخت آن در بتن مشکل ساز است. در این پژوهش به مطالعه تاثیر استفاده از این نانو ذرات بر روی ویژگیهای بتن پرداخته شده است. برای این منظور و به دلیل عدم پراکنش مناسب گرافن، ابتدا نانوصفحات گرافن اکسید به روش هامر اصلاح شده از پولک های گرافیتی تهیه و بعد از پراکنش در بتن از طریق حرارت به گرافن احیاء گردیده است. در این پژوهش آزمایشگاهی از طرح های اختلاط بتنی شامل نمونه های بتنی با جایگزینی نانو اکسید گرافن در محیط های معمولی و شرایط اتوکلاو شده استفاده شده است. بر اساس نتایج آزمایش XRD پولک های گرافیتی به خوبی با استفاده از روش هامر اصلاح شده به نانوصفحات گرافن اکسید در داخل بتن تبدیل شده است. بر اساس نتایج بدست آمده، اندازه گیری خواص مکانیکی بتن، نشان دهنده افزایش و بهبود مشخصات مکانیکی بتن به مقدار قابل توجهی در نمونه های حاوی گرافن اکسید در محیط اتوکلاو شده می باشد. همچنین استفاده از این مواد موجب کاهش درصد جذب آب بتن شده است.

در این مقاله به تأثیر جایگزینی سنگ دانه با 3%، 5%، 10%، 15% و 20% خرده پلاستیک ضایعاتی (PET) بر روی مشخصات مکانیکی و دوامی کف پوش های بتنی ترافیکی و کنترل این مشخصات با ضوابط موجود در آیین نامه های معتبر پرداخته شده است. آزمایش های انجام شده شامل آزمایش های وی بی، مقاومت های فشاری، کششی، خمشی، امواج اولتراسونیک، مقاومت ذوب و یخبندان و هم چنین مقاومت سایشی بوده است. نتایج به دست آمده حاکی از آن است که با جایگزینی پلاستیک به جای سنگ دانه تا حدود 3%، بعضی از خواص نظیر مقاومت کششی و خمشی بهبود یافته است، اما پس از 5% کاهش یافته است. استفاده از پلاستیک در درصدهای پایین، تأثیر چندانی بر روی درصد سایش و مقاومت در برابر چرخه ی ذوب و یخبندان نداشته است. هم چنین نتایج آزمایش های مکانیکی و دوام کف پوش های بتنی با 3% پلاستیک جایگزینی سنگ دانه توانسته اند کلیه ی الزامات کف پوش های ترافیکی موجود در آیین نامه را برآورده سازند.

یکی از مهمترین عوامل آلودگی محیط زیست تولید سیمان و یکی از عوامل آسیب به سازه های بتن آرمه دماهای بالا میباشد. در این مطالعه تاثیر جایگزینی 10 و 20 درصدوزنی سیمان با زیولیت بر مشخصات مکانیکی و دوام سازه های بتنی بررسی شده است. مشخصات مکانیکی شامل مقاومت فشاری و مقاومت کششی در حالت داغ و مشخصات دوام شامل جذب آب سطحی، عمق نفوذآب، مقاومت الکتریکی و افت وزنی بتن حرارت دیده است. دماهای بررسی شده بازه دمایی 28 تا 800 درجه سانتیگراد است. نتایج نشان داد که جایگزینی سیمان با زیولیت موجب کاهش جزیی مقاومت فشاری و کششی 28 و 42 روزه بتن معمولی شده است. این بررسی در دماهای بالا نشان داد که اگرچه جایگزینی درصدی از سیمان با زیولیت مقاومت فشاری بتن معمولی را به میزان کمی کاهش داده است، دررابطه با مقاومت فشاری نرمال شده در بیشتر دماهای آزمایش موجب بهبود این پارامتر شده است. علاوه براین، ملاحظه گردید برای جایگزینی 10 و 20 درصدوزنی سیمان با زیولیت مقاومت کششی بتن در دماهای بالا رابه ترتیب 21 و 13 افزایش داده است. این بررسی در رابطه با مقاومت کششی نرمال شده بتن در دماهای بالا برای درصدهای یاد شده، به ترتیب افزایش 22 و 14 درصدی را نشان داد. در رابطه با مشخصات دوام بتن ملاحظه گردید که اگرچه افزایش دمای آزمایش مشخصات دوام بتن معمولی را دچار آسیب کرده است، جایگزینی زیولیت با سیمان موجب بهبود آن مشخصات شده است. نتایج به نحوی بود که بهترین عملکرد دوام بتن، در نمونه های حاوی درصدهای بالاتر زیولیت حاصل گردید.