بررسی تأثیر نانوسیلیس و الیاف پلی وینیل الکل بر بهبود مشخصات مکانیکی و ریزساختار بتن ساخته شده از سنگدانه‌های بازیافتی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

گروه مهندسی عمران، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران غرب، تهران، ایران

چکیده

استفاده از سنگدانههای بازیافت شده از پسماند بتن در ساخت بتن جدید، راه حلی مناسب جهت جلوگیری از آلودگی محیط زیست و مصرف منابع طبیعی در جهان میباشد. در این تحقیق به بررسی تأثیر استفاده از نانو ذرات سیلیس و الیاف پلی وینیل الکل در بهبود خصوصیات مکانیکی بتن ساخته شده از ریزدانه و درشتدانه بازیافتی پرداخته میشود. با این روش میزان مصرف سنگدانه‌های طبیعی به مقدار قابل ملاحظه کاهش می‌یابد. ریزدانه و درشتدانه با دانهبندی مشابه سنگدانه طبیعی با نسبت 0%، 50% و 100% با سنگدانه طبیعی جایگزین میشود. برای بهبود مشخصات مکانیکی بتن، ذرات نانوسیلیس و الیاف پلی وینیل الکل با نسبت‌های مختلف (0، 2، 4 و 6 درصد وزنی برای نانوسیلیس و 0، 5/0 و 1 درصد حجمی برای الیاف پلی وینیل الکل) به بتن اضافه گردید. پارامترهای مختلف مورد بررسی شامل مقاومت فشاری، مقاومت کششی، مقاومت خمشی و میزان جذب انرژی می‌باشد. همچنین ریز‌ساختار تعدادی از مخلوط‌های ساخته شده با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی بررسی گردید. نتایج تحقیق نشان داد که استفاده از نانو سیلیس و الیاف پلی وینیل الکل باعث بهبود مقاومت فشاری، کششی و خمشی بتن ساخته شده از مصالح بازیافتی می‌شود. همچنین در صورت استفاده از4 درصد نانوسیلیس و 5/0 درصد الیاف پلی وینیل الکل، بتن ساخته شده از 50 درصد درشت‌دانه و ریزدانه بازیافتی رفتاری بهتر از بتن معمولی حاوی سنگدانه طبیعی از خود نشان می‌دهد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effects of the addition of Nano silica and PVA fiber on mechanical and microstructural behavior of recycled aggregate concrete

نویسنده [English]

  • Mehdi Esfandi Sarafraz
Civil Engineering Department, Islamic Azad university, West Tehran branch, Tehran, Iran
چکیده [English]

The reusing of recycled aggregates produced from waste concrete is a sustainable solution to reduce the shortage of natural resources. This paper presents the effects of the addition of Nano silica and polyvinyl alcohol (PVA) fiber on the mechanical and microstructural properties of recycled aggregate concrete containing coarse and fine recycled aggregates. Recycled aggregate concrete was produced by 50% and 100% volume substitution of natural fine and coarse aggregate with recycled aggregate. In total, 21 series of concretes are evaluated. The Nano silica in weight ratios of 0%, 2%, 4%, and 6%, and the polyvinyl alcohol fibers in volume fraction of 0%, 0.5%, and 1% were used. The compressive strength, tensile strength, and flexural strength at the different ages of 7, 28, and 90 days are measured in this research. Also, the microstructure of the recycled aggregate concrete was studied via scanning electron microscopy on the selected mixtures.
Test results show that the addition of Nano-silica and polyvinyl alcohol fiber can improve the mechanical and microstructural properties of the recycled aggregate concretes. Also, it was seen that polyvinyl alcohol fiber improves the post-peak behavior of specimens. Moreover, high ratios of Nano silica and PVA fiber in the concrete mixture caused negative effects on the compressive strength of recycled aggregate concrete.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Recycled aggregate
  • Nano silica
  • Fiber reinforced concrete
  • Compressive strength
  • Microstructure