per
دانشگاه گیلان
تحقیقات بتن
2008-4242
2010-07-01
3
2
17
25
813
بررسی اثر نسبت های پایین مقدار نانوذرات جایگزینشده به سیمان کاهشیافته در بتن های پرمقاومت (بررسی ویژگی های مکانیکی و ریزساختاری)
Investigation on Application of Low Percentages of Nano-Particles As A Replacement of Reduced Cement in The High Strength Concrete (Mechanical and Micro-Structural Investigation)
پیام حسینی
p.hosseini@civil.sharif.edu
1
هادی بهادری
2
ابراهیم اسلامی
3
سیاوش وحیدی
4
در این مقاله به بررسی جایگزینی سیمان با نانوذرات سیلیس میپردازیم. این جایگزینی به نسبت 1 به 1 نمیباشد. چراکه تاکنون جایگزینی سیمان با هر ماده پوزولانی یا پودری به مقداری بود که سیمان کاسته شده است. بر همین اساس، در این پژوهش نانوذرات سیلیس در حد مقادیر کم (3-0%) به مخلوط بتن اضافه گردیدند، اما کاهش سیمان با درصد بالاتر و ثابتی صورت پذیرفت (10% کاهش مقدار سیمان). این موضوع به چند دلیل صورت پذیرفت. اول آنکه نانوذرات به سبب سطح ویژۀ بالایشان به راحتی در کل مخلوط پخش نمیشوند و ممکن است در بعضی از نواحی انتقالی داخلی کلوخههای کم مقاومتی را ایجاد نمایند. لذا بهکارگیری درصدها یا مقادیر بالای نانوذرات در راستای بهبود ویژگیهای مقاومتی و دوامی بتنهای حاصله به سرانجام نخواهد رسید. دومین علت که علت اصلی این پژوهش نیز میباشد بدین صورت است که هدف بررسی اثر جایگزینی مقادیر کم نانوذرات با مقادیر به نسبت بالاتر سیمان میباشد. چراکه به علت قیمت بالای نانوذرات سیلیس، بهکارگیری مقادیر بالای این ماده حتی با وجود امکانات مناسب پخش این ذرات مقرون به صرفه نخواهد بود. از طرفی کاهش سیمان نیز در حد معقول جایگزینیهای معمولی و متعارف صورت پذیرفته باشد و بدین گونه توانایی نانوذرات سیلیس به خوبی آشکار میگردد. چراکه سیمان مادۀ اصلی چسبندگی در بتن و مصالح پایه سیمانی میباشد و کمبود آن طبیعتاً با کاهش مقاومت بتنهای ثانویه نسبت به طرح مبنا همراه خواهد بود.
In this study the replacement of cement by nano-silica particles is investigated. This replacement ratio is not one by one. Up to now, the replacement of cement by any kind of pozzolanic or powder material has been held equal to the percent of cement reduction. Consequently, in this investigation, nano-silica particles were added in low quantities (0-3%), while concurrently the reduction of cement was applied with constant higher percentage (10% cement reduction). This trend was considered based on different reasons. Firstly, nano-particles do not scatter in the mixture appropriately because of their high specific surface area; so they may produce clogs with low strength transition zone. Hence the application of large amounts of nano-silica particles to develop the strength and durability of concrete is not practical and useful. The second reason, which is the main objective of this study, is replacement of high amount of cement by relatively low amount of nano-particles. Using nano-particles even with the existence of proper apparatus to disperse these particles are not economical regarding their high expenses. On the other hand, the reduction of cement in conventional and logical amounts have been applied which clearly manifests the nano-particles ability. According to the high usage of cement as the main binding material, the lower cement quantity will result in lower strength of secondary concretes respect to basic mixture
https://jcr.guilan.ac.ir/article_813_b990f7923d76e0038ac91ab31f4a0588.pdf
نسبت نانوذرات به سیمان کاهشیافته
بتنهای پرمقاومت
مقاومت فشاری
مقاومت خمشی
ریزساختار
Nano
particles to reduced cement quantity proportions
high strength concrete
compressive strength
Flexural strength
micro
Structure
per
دانشگاه گیلان
تحقیقات بتن
2008-4242
2010-07-01
3
2
9
16
814
توسعۀ ساخت المان های کمضخامت سازه ای با بهره گیری از نانو ذرات SiO2
Development of Thin-Wall Element Construction by Utilization of Nano-SiO2 Particles
پیام حسینی
p.hosseini@civil.sharif.edu
1
علیرضا خالو
2
عباس بوشهریان
3
در این مقاله به بررسی عملکرد ملات با کارایی بالا جهت استفاده در بتنریزی المانهای کم ضخامت فروسمنت با بهکارگیری ذرات نانوسیلیس، پرداخته شده است. پارامترهای متغیر شامل مقدار نانو سیلیس نسبت به مقدار سیمان در مخلوط ملات سیمان پرتلند معمولی (1%-2%-3%) و فوق روانکننده کاهنده آب برای رسیدن به کارپذیری یکسان هستند. برای مقایسه مخلوطها با هم، ملات هایی با کارایی بالا و یکسان ساخته شد که این امر در جهت پمپپذیری یکسان آنها برای ساخت المان های فروسمنت می باشد. عملکرد ملات ها با بررسی مقاومت فشاری و روند کسب مقاومت فشاری صورت گرفت. همچنین ریز ساختار ملات ها با انجام تست میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مورد بررسی قرار گرفت.
In this study, the application of high performance mortar in order to cast thin ferrocement element by the use of nano-silica particles is investigated. Variable parameters consist of the amount of nano-silica particles respect to cement quantity in the ordinary Portland cement mortar (1%, 2%, and 3%) and super-plasticizer used to achieve similar workability. To compare the mixes, mortars with high and similar workability were casted which guarantee the identical pomp-ability of ferrocement to cast the elements. In addition, regarding to examining the micro-structure and mechanical properties of recycled concrete, Scanning Electron Microscopy (SEM) test and compressive strength have been applied respectively.
https://jcr.guilan.ac.ir/article_814_0749188c376879ab2ade018059048972.pdf
فرو سمنت
نانو سیلیس
مقاومت فشاری
SEM
روند کسب مقاومت
Ferrocement
Nano
SiO2 partic
les
compressive strength
SEM
Rate of Compressive strength
per
دانشگاه گیلان
تحقیقات بتن
2008-4242
2010-07-01
3
2
71
79
815
افزایش دوام بتن در مقابل خوردگی اسیدی با استفاده از سنگدانۀ آهکی
Increasment of Durability of Concre -te Against Sorrosion Acid With Li -me Stone
عبدالله رشیدی
a_rashidi@pwut.ac.ir
1
سید محسن ساداتیان
2
فرشاد وزین رام
3
Piet N.L. Lens
4
در این تحقیق اثر جایگزینی سنگدانههای معمول بتن با سنگدانههای آهکی بر دوام بتن در مقابل خوردگی اسیدی بررسی گردیده است. بدین منظور، نمونههای استوانهای بتنی ساخته شده و در محلول اسید سولفوریک 1 درصد قرار داده شدند. تغییرات وزن، ابعاد و مقاومت نمونهها در فواصل مختلف زمانی سنجیده شد، و نتایج حاصل به همراه مشاهدات صورت پذیرفته بر روی نمونهها و محلول خورنده مبنای قضاوت قرار گرفت. براساس آزمایشهای صورت پذیرفته در طی 145 روز مشاهده گردید که نمونههای ساخته شده با سنگدانۀ آهکی مقاومت بیشتری نسبت به محیط خورنده اسیدی دارند. با استفاده از شاخصهای کاهش وزن، ابعاد و مقاومت، نمونههای آهکی بالغ بر 50% بهبود دوام نسبت به شرایط خورنده اسیدی را نشان دادهاند. لذا با توجه به دسترسی ارزان و سهل به سنگدانههای آهکی در جایجای کشور ایران، بررسی بیشتر درمورد استفاده از این سنگدانهها برای بالا بردن دوام بتن معقول به نظر میرسد.
Concrete corrosion in Water and wastewater network pipes, treatment factory structures, slaughterhouse and structures in industrial zone with acidic rain always is a serious problem. Concrete corrosion in water and wastewater environment is usually generated and accelerated by biological activities. Hydrogen sulfide in wastewater, efflux in sewer atmosphere and with biologic activities of special bacteria on concrete surface, it changed to sulfuric acid. Generated sulfuric acid can corrode concrete. Also acidicrain in polluted industrial zones can corrode concrete structures in these locations.
In this research effect of using limestone Lime aggregate instead of silicic aggregate on concrete durability against 1 percent sulfuric Acid solution is evaluated. Only the paste of the concrete that was made by silicic aggregate can react with corrosive solution. So concrete surface becomes rough and there are many places for growing bacteria and penetrating corrosive solution between paste and aggregate. After corrosion development, uncorroded aggregate without paste, is disparted from concrete bulk. But in the case of the concrete that was made by limestone aggregate, paste and aggregate are corroded in same rate and there is more material to react with corrosive solution. Also in the case of limestone aggregate, there is a micro neutralized environment around concrete surface, that is prevent corrosion process.
For evaluating this change in concrete material, chemical accelerated corrosion test method according to ASTM-C267-01 standard is used. There are two sets of cylindrical concrete speci -men that was submerged into 1 percent sulfuric acid solution. These two sets are similar in water/ cement ratio, size of aggregates, cement type, molding and curing conditions. But there is just one difference about using silicic aggregate for first series and limestone aggregate for second series of samples. Weight, dimension, pressure strength and appearance of specimen were measured at different immersion periods. Data analyses showed that using limestone aggregate has a good effect on concrete durability. According to test results, in comparison to silicic concrete, the limestone concrete showed about 50% increase in durability against acidic corro -sion.
https://jcr.guilan.ac.ir/article_815_a5155227b115104c48ba3a6c209b84ec.pdf
خوردگی
بتن
سنگدانۀ آهکی
سنگدانۀ سیلیسی
دوام
Acidic Corrosion
Limestone Aggre
gate
concrete
Durability
per
دانشگاه گیلان
تحقیقات بتن
2008-4242
2010-07-01
3
2
59
69
816
بررسی خواص رفتارشناسی، جمعشدگی و مکانیکی ملات خودتراکم مسلح به الیاف پلی پروپیلن
Effect of Polypropylene Fiber on Sh -rinkage, Rheology and Mechanical Properties of Self Compacting Mortar
ایمان مهدی پور
iman_civilengineer@yahoo.com
1
محمد شکرچی زاده
2
نیکلاس علی لیبر
3
با توسعه بتن خودتراکم بهخاطر قابلیت روانی زیاد آن، امکانات جدیدی در صنعت ساختمان فراهم آمده است. بتن خودتراکم برای تأمین کارپذیری لازم دارای حجم خمیر بیشتر و حجم درشتدانۀکمتری نسبت به بتن سنتی میباشد. از اینرو مقدار جمعشدگی و پتانسیل توسعۀ ترک به دلیل افزایش تنشهای کششی ناشی از جمعشدگی در بتن خودتراکم نسبت به بتن سنتی افزایش مییابد. یک روش بسیار مؤثر در کنترل ترکخوردگی ناشی از جمعشدگی، مسلح کردن بتن با الیاف، ازجمله الیاف پلیپروپیلن است. الیاف پلیپروپیلن با توزیع تصادفی خود، نیروهای اتصال دهندهای در عرض ترکها ایجاد میکنند و به این ترتیب از گسترش آنها جلوگیری میکنند. از طرفی استفاده بیش از مقدار بهینه از الیاف باعث کاهش کارپذیری و ایجاد ناهمگنی در بتن میشود و این امر استفاده از الیاف را در داخل بتن خودتراکم محدود میکند.
از این رو، هدف در این مقاله کنترل پارامتر جمعشدگی توسط الیاف پلیپروپیلن (با توجه به حفظ خواص رئولوژی و کارایی مناسب) در ملات خودتراکم است. میتوان ملات فوقروان را بهعنوان یک نوع ترکیب سیمانی خودتراکم دستهبندی کرد. در حقیقت ارزیابی ویژگیهای ملات خودتراکم پایهای برای ارزیابی آن ویژگیها در بتن خودتراکم میباشد. . 9 طرح اختلاط با مقادیر 0، 1/0، 3/0، 5/0 و 7/0 درصد حجمی الیاف پلیپروپیلن با طولهای 6 و 12 میلیمتر مورد آزمایش قرار گرفتهاند. به منظور مطالعۀ جمعشدگی از نمودار-های کرنش - جمعشدگی 6 ماهه استفاده گردیده است. بهعلاوه خواص رفتارشناسی نیز توسط آزمایش اسلامپ کوچک و مقاومت فشاری، کششی و خمشی 28 روزه نیز اندازهگیری شده است. نتایج آزمایشها نشان میدهد که مقدار بهینۀ الیاف پلیپروپیلن در ملات فوقروان برای دستیابی به مشخصات رئولوژی و مکانیکی قابل قبول در کنار کنترل مناسب جمعشدگی 3/0 درصد حجمی ملات برای هر دو طول 6 و 12 میلیمتر میباشد.
Self-consolidating concrete (SCC) is a new generation of high-performance concrete that can exhibit high deformability and can be compacted under its own weight without any external consolidation and with limited signs of segregation. Mortar serves as the basis for the workability properties of self-compacting concrete (SCC) and these properties could be assessed by self-compacting mortars (SCM). In fact, assessing the properties of SCM is an integral part of SCC design. In general, the tested SCC mixtures had higher cracking potential than the reference high-performance and conventional concretes. This may be due to the higher paste volume of SCM that resulted in greater drying shrinkage. One of the most important properties regarding the design and the durability of structures is shrinkage which seems to be increased for SCC. One highly effective technique of controlling shrinkage cracking is by reinforcing concrete with fibers. Randomly distributed fibers of steel, polypropylene, etc. provide bridging forces across cracks and thus prevent them from growing.
This research focuses on the development of shrinkage in self-compacting mortar (SCM) cured at temperature of 20 ± 3°C and rein -forced with polypropylene fiber. Nine mortar mixtures are prepared containing 0 to 0.7 per -cent of 6 and 12 mm length polypropylene fibers. The shrinkage measurements of hard -ened mortar were obtained since removing the molds and the measurements were continued up to six months. The effect of fiber content on total shrinkage of mortar was investigated by the shrinkage curves. Besides, the rheological properties of fresh fiber reinforced mortar are investigated by mini-slump test and the 28 days compressive, tensile and flexural strength of the mixtures are determined. Test results indicated that synergistic effects resulting from fibers with optimum volume fraction allow to develop SCMs in which excellent shrinkage control and mechanical properties can be obtained without jeopardizing the flow properties.
https://jcr.guilan.ac.ir/article_816_4830a3026e076a62227c9d61fd681d4d.pdf
بتن خودتراکم
ملات خودتراکم
رفتارشناسی
جمعشدگی
خصوصیات مکانیکی
الیاف پلیپروپیلن
Self Compacting concrete
self com
pacting mortar
Rheology
shrinkage
Mechanical properties
Polypropylene fiber
per
دانشگاه گیلان
تحقیقات بتن
2008-4242
2010-07-01
3
2
49
57
817
تأثیر روانکنندهها بر کاهش عیار سیمان و کیفیت بتن
Impact of Plasticizers on The Quality of Concrete and The Reduction of The Cement Content
محسن تدین
tadayonmoh@yahoo.com
1
هانی هنرمند
2
موسی کلهری
3
حفظ محیط زیست و نیاز به مصرف متعادل منابع طبیعی بهویژه سوختهای فسیلی و کاهش آلودگی و گازهای گلخانهای، ایجاب میکند که از مصرف سیمان بهویژه کلینکر سیمان بکاهیم. بنابراین در ساخت بتنها و ملاتها باید کاهش مصرف سیمان را تا حد امکان مدنظر قرار داد بدون اینکه به حجم ساختوسازها در کشور لطمهای وارد گردد.
در این پژوهش، در نسبت آب به سیمان ثابت ( w/c ) اقدام به کاهش عیار سیمان شده است تا در یک نسبت آب به سیمان ثابت اثرات کاهش عیار سیمان بر روی برخی مشخصات بتن تازه و سختشده مورد بررسی قرار گیرد. در ادامه با کاهش نسبت آب به سیمان (در چهار نسبت متفاوت ) مجدداٌ عیار سیمان کاهش داده شده تا اثرات این کاهش در نسبتهای پایین آب به سیمان نیز در بتن تازه و سخت شده مورد بررسی قرار گیرد. بدیهی است با کاهش خمیر سیمان (کاهش عیار سیمان و کاهش نسبت آب به سیمان) کارایی و تراکم پذیری بتن به شدت کاهش یافته که برای جبران این نقیصه از روانکنندهها و فوق روانکنندههای مختلف استفاده شدهاست.
با توجه به نتایج حاصل از آزمایشهای انجام شده بر روی بتن تازه و سخت شده میتوان نتیجه گرفت که کاهش عیار سیمان (در محدودۀ 450 تا 340 کیلو گرم در متر مکعب) در نسبت آب به سیمان ثابت ، سبب بهبود خواص مقاومتی و دوامی بتن میگردد. از طرفی دیگر میتوان با کاهش نسبت آب به سیمان و استفاده از افزودنی فوقروانکننده به منظور ایجاد روانی و کارایی مطلوب، به بتنهایی با دوام و مقاومت بسیار بالا دست یافت .
Preservation of our environment, the need to a balanced consumption of the natural resources, particularly fossil fuels, and the need to reduce greenhouse gas emissions will all make us decrease our cement consumption especially clinker. As a result, in producing the concrete and the mortar, we must take a lower consumption of cement in to our account as much as possible without hurting the volume of construction in the country.
In this article, we have shown that cement content is reduced with a constant w/c ratio and its impacts on the fresh and hardened concrete are studied. In continuation of the research, we reduced the w/c ratio (in 4 different ratios) and again the cement content was reduced in order to study the impacts of this reduction on lower ratios of w/c.
It is clear that by reducing the cement mix (reducing cement content and w/c ratio), the workability of the concrete will be highly reduced. To treat this problem, we can use plasticizers and superplasticizers which are explained thoroughly in the following sections. According to the obtained test results on fresh and hardened concrete, it can be concluded that reducing cement content (360kg to 450kg per m3) at the constant water / cement ratio will result in better strength and slump. On the other hand with reduction of w/c and adding super plasticizers for having better workability and flows more durability and higher strength could be gained.
https://jcr.guilan.ac.ir/article_817_8cceed967c0b741a1f8bcdb4b88759fb.pdf
بتن
عیار سیمان
فوقروانکننده
جذب آب
عمق نفوذ آب
concrete
water / cement ratio
super
plasticizer
water absorbsion
water penetration
per
دانشگاه گیلان
تحقیقات بتن
2008-4242
2010-07-01
3
2
39
47
818
بررسی خصوصیات مکانیکی بتن حاوی ذرات لاستیک تایر ضایعاتی
Mechanical Properties of Waste Crumb Tire Rubberized Concrete
کیاچهر بهفرنیا
kia@cc.iut.ac.ir
1
محسن حسن زاده
2
محسن اعتمادی
3
همایون بزرگپور
4
یکی از بحرانیترین مسائل دنیا دفع مواد ضایعاتی است. لاستیک ضایعاتی یکی از مواد است که به علت تجزیهناپذیری مورد توجه میباشد. همچنین هر ساله در ایران بیش از 10 میلیون تایر فرسوده از دایرۀ مصرف خارج میشود. بازیافت تایرهای فرسوده جهت استفاده در بتن، راهکار مناسبی برای نیل به دو هدف دفع مواد زاید و دستیابی به خواص مثبت در بتن میباشد. به منظور بررسی خصوصیات مکانیکی بتن حاوی ذرات لاستیک تایر ضایعاتی، یک سری مطالعات آزمایشگاهی انجام پذیرفت. در این تحقیقات، لاستیک تایر کامیون بدون سیم مش 20-15 (اندازۀ ذرات mm 01/1-32/1) جایگزین 12درصد و 18 درصد زیردانه در طرح اختلاط بتن گردید و بدین ترتیب 3 گروه بتن و در مجموع 18 نمونه ساخته شدند. طرح اختلاط بتن براساس BS انجام شد و نسبت آب به سیمان در طرحهای ثابت برابر 54/0 در نظر گرفته شد. مقاومت فشاری نمونههای 3 روزه و درصد جذب آب نمونهها مورد آزمایش قرار گرفتند. همچنین وزن مخصوص خشک و اشباع نمونهها نیز تعیین گردیدند. براساس نتایج به دست آمده، وجود ذرات لاستیک در بتن باعث کاهش مقاومت فشاری، افزایش درصد جذب آب اما کاهش وزن مخصوص بتن میگردد. در این مقاله بر اساس نتایج به دست آمده، نمودارهای مربوطه ترسیم و حالت بهینه نیز تعیین گردیده است.
One of the critical problems in the world is disposal of waste materials. One of this waste materials is tire rubber that is not decomposable and so is noticed. Annually exceeding of 10 million waste tire rubber are stockpiled in iran. Recycling of waste tire rubber is a suitable way for both disposal waste materials and reach to positive properties of concrete. On the basis of researchers studies, using of waste tire rubber in concrete cause to improve mechanical and dynamic properties of concrete such as energy absorption, ductility and cracking resistance. A series of experimental studies were carried out to evaluate mechanical properties of concrete containing waste crumb tire rubber. In this study, 12% and 18% of fine aggregates were replaced with truck waste crumb tire rubber without wire with mesh 15-20 in concrete mix design and then 3 groups of concrete, totally 18 samples, were constructed. Concrete mix design was according to BS and was 0.54 constantly. 3 day compression strength and water absorption percent of samples were studied. Dry and saturated specific weight also determined. On the basis of results, Use of crumb tire rubber in concrete cause to decrease compression strength and specific weight but increase water absorption percent of concrete. In this article, based upon the results, charts are presented and optimum data are also determined.
https://jcr.guilan.ac.ir/article_818_d96c226c94f9a493b6d52b3340433f66.pdf
بتن
ذرات لاستیک تایر ضایعاتی
خصوصیات مکانیکی
concrete
waste crumb tire rub
ber
Mechanical properties
per
دانشگاه گیلان
تحقیقات بتن
2008-4242
2010-07-01
3
2
27
37
819
دوام بتن ها و ملات های حاوی پودر سنگآهک در محیطهای سولفاتی با غلظت بالا
Durability of Concrete and Mortars Containing Lim Stone Powder in High Density Sulfate Enviroment
مهدی مهدی خانی
mahdikhani@aut.ac.ir
1
علی اکبر رمضانیانپور
aramce@aut.ac.ir
2
ابراهیم قیاسوند
e.ghiasvand@basu.ac.ir
3
محمد احسان کاملی
4
در این مقاله، نتایج بررسی آزمایشگاهی بر روی اثر پودر سنگآهک بر دوام بتنهای قرار گرفته در محیطهای سولفاتی با غلظت بالا ارائه میشود. به این منظور، نمونهها با 5 سطح جایگزینی سیمان توسط پودر سنگآهک، ساخته شد. در سنین مختلف آزمایشهای تغییر مقاومت فشاری و وزن بر روی نمونههای بتنی که در محلولهای سولفات سدیم و منیزیم 10 درصد قرار داشتند انجام شد. همچنین نمونههای منشوری ملات به منظور بررسی انبساط نمونهها در محلولهای سولفات سدیم و منیزیم 5 و 10 درصد نگهداری شدند. بهطور کلی با افزایش میزان پودر سنگآهک، از مقدار مقاومت فشاری کاسته میشود و شدت تخریب نمونهها در هر دو محلول سولفات با افزایش غلظت محلول، تشدید میشود
Sulfate attack is one of the most important problems concerning the durability of concrete structures. In this paper, the sulfate resistance of concrete and mortar specimens made from ordinary Portland cement containing limestone powder was studied. Strength reductions and mass changes of concrete specimens immersed in 10% Na2SO4 and MgSO4 solutions and Expansion of mortar prisms immersed in 5% and 10% Na2SO4 and MgSO4 solutions were monitored. It was observed that compressive strength decreases with the limestone replacement percent and also, deterioration is severer, the higher the concentration content sulfate.
https://jcr.guilan.ac.ir/article_819_a1e16217b6d09a5e82ededcedaf328fc.pdf
حمله سولفاتی
پودر سنگآهک
مقاومت فشاری
انبساط نمونههای ملات
Sulfate attack
Limestone powder
Compres
sive Strength
Cement mortar expansion