مطالعه ویژگی‌های‌ مکانیکی بتن حاوی مواد باطله معدن مس

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه تبریز، دانشکدۀ مهندسی عمران

2 دانشکده عمران، دانشگاه تبریز

چکیده

مس یکی از پرمصرف‌ترین عناصر فلزی است که از دیرباز در صنایع مختلف استفاده می‌شود. در فرآیند جداسازی محصولات ارزشمند مس از سنگ معدن، ضایعات معدن به‌عنوان مواد باطله تولید و به محل دپو انتقال می‌یابد. دفع مناسب و نگهداری این مواد ازنظر زیست‌محیطی یک چالش بزرگ بوده و هزینه زیادی بر شرکت‌های تولیدکننده به همراه دارد. مطالعات متعددی در سراسر جهان برای به‌کارگیری این مواد در تولید مصالح ساختمان و استفاده از آن به‌عنوان سنگ‌دانه ریز یا جایگزینی بخشی از سیمان مصرفی انجام‌شده است. در این تحقیق مواد باطله معدن مس سونگون به‌عنوان جایگزین بخشی از سیمان مصرفی در بتن موردبررسی قرارگرفته است. آزمایش‌های مقاومت فشاری، کششی و مدول الاستیسیته بر روی نمونه‌های بتنی حاوی 0، 5، 10،15، 20، 25 و ۳۰ درصد مواد باطله انجام‌گرفته است. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی از خمیرسیمان حاوی این مواد تهیه و مورد مقایسه قرارگرفته است. نتایج آزمایش نمونه‌های 7، ۲۸، ۹۰ و ۳۶۵ روز نشان می‌‌دهد که به‌کارگیری این مواد به‌عنوان جایگزین سیمان می‌تواند منجر به بهبود خصوصیات مکانیکی بتن می‌گردد. تحلیل آماری داده‌ها حاکی از معنی‌دار بودن استفاده از این مواد است. بررسی اثرات زیست‌محیطی مخلوط تولیدشده حاکی از کاهش مخاطرات زیست‌محیطی است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

A Study on the Mechanical Properties of Concrete Containing Copper Mine Tailing

نویسندگان [English]

  • J. Esmaili 1
  • Hossein Aslani 2
1 Faculty of Civil Engineering, University of Tabriz, Tabriz 5166616471, Iran
2 Faculty of Civil Engineering, University of Tabriz, Tabriz 5166616471, Iran
چکیده [English]

Copper Mine Tailing (CMT) is a solid-state waste material created through the purification process of copper. Separation of these materials is conducted during the purification Process of copper from copper ores. Since CMT material is an environmental pollutant. The mining enterprises have already been costs a lot for maintenance of these materials. Thus, the disposal of CMT material is a controversial environmental issue which necessitates the reuse/recycle of these materials. Numerous studies have been implemented around the world to dispose these waste materials as partial or complete substitution of fine aggregates or cement in mortars and concrete. This study is aimed at investigating the use of CMT materials as a partial replacement of Ordinary Portland Cement (OPC) in concrete. Specimens were prepared with 0%-30% of CMT material replacement of cement in concrete mixtures. Tests were conducted to determine the mechanical properties of concrete. In addition, the microstructure of cement paste including CMT-materials was investigated using Scanning Electron Microscopy tests. Results revealed that CMT material could be utilized up to 15% as partial replacement of cement. It was observed that CMT concrete (up to 15% substitution) had got improved mechanical properties in comparison to those of OPC concrete at different ages. It is an SiO2-rich material used as the potential source material for all construction projects. The statistical analysis illustrated that properties of CMT concrete were significant at 5% confidence level. Further, the environmental impact was computed and results shown that CMT concrete is more sustainable than control concrete and eco-friendly.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Copper mine tailing
  • Mechanical properties
  • Statistical analysis
  • Environmental impact