بررسی آزمایشگاهی اثر پوزولان زئولیت بر کارایی و دوام بتن‌ خودتراکم در معرض یون کلراید

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

گروه عمران، دانشگده مهندسی، دانشگاه خوارزمی، تهران، ایران

چکیده

تکنولوژی ساخت بتن خودتراکم به دلیل کیفیت بالا در نواحی پرمیلگرد در سال‌های اخیر در دنیا مطرح شده است. چون این نوع بتن مصرف سیمان بالایی دارد یکی جایگزین‌های سیمان که مورد توجه محققین نیز بوده است، پوزولان زئولیت است. با اینحال تاکنون دوام این نوع بتن در نواحی کلرزا مانند سواحل خلیج فارس کمتر مورد توجه قرار گرفته است. برنامه مطالعاتی در این مقاله شامل آزمایش های بتن تازه و سخت شده برای درصدهای مختلف جایگزینی پوزولان زئولیت است. برای این منظور، بر روی نمونه‌های بتن خودتراکم تازه حاوی زئولیت آزمایش‌های جعبه Uشکل، قیف Vشکل، جریان اسلامپ، حلقه J و پایداری الک انجام شده است. همچنین برای بررسی دوام نمونه‌ها، آزمایش جذب آب، نفوذ یون کلر و عمق نفوذ آب تحت فشار برای بتن سخت شده انجام گردیده است. نتایج این تحقیق نشان می‌دهد که افزودن پوزولان زئولیت به طور قابل توجهی باعث افزایش لزجت بتن تازه و بهبود خواص رئولوژی آن می‌گردد. طبق نتایج آزمایش‌ها، جایگزینی 5 تا 15 درصدوزنی سیمان با زئولیت باعث بهبود شرایط عملکردی بتن تازه خود تراکم می‌شود. بهترین نتایج برای دوام بتن در درصدهای 10و 15 بدست می‌آید. از طرفی دیگر، افزایش بیش از حد درصد زئولیت باعث کاهش کارایی و اسلامپ شده و موجب بالاتر رفتن مصرف فوق روان‌کننده و آب می‌گردد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

An Experimental Study on Workability and Durability Properties of Zeolite-based Self Compact Concrete

نویسنده [English]

  • Seyed Shahab Emamzadeh
Civil Engineering, Kharazmi University, Iran,Tehran
چکیده [English]

The technology of making self-compacting concrete has been introduced in the world in recent years due to its high quality in high-strength areas. Because this type of concrete has a high cement consumption, one of the cement alternatives that has been considered by researchers is zeolite pozzolan. However, so far the persistence of this type of concret in chloride areas such as the coasts of the Persian Gulf has received less attention.The study program in this paper includes fresh and hardened concrete tests for different percentages of zeolite replacement. The method of this research is to create mixtures for determining the extent of cement materials in order to meet the conditions for acceptance of fresh and hardened concrete behavior according to the existing regulations. U-shaped box, V-shaped funnel, slump flow, J-ring and GTM screen stability have been tested on fresh zeolite-based self compact concrete specimens(SCC). Also, the water absorption, chlorine ion penetration and water pressure penetration depth for hardened concrete were performed. The results of this study indicate that the addition of zeolite pozzolan significantly increases the viscosity of fresh concrete and improves its rheological properties. According to the results of experiments, the replacement of 5 to 15 percent cement with zeolite improves the performance conditions of fresh concrete itself. The best results for concrete durability at 10 and 15 percent are obtained. On the other hand, an excessive increase in zeolite levels results in lower workability and slump, leading to higher levels of excess superplasticizer and water.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Zeolite
  • Durability
  • Self Compact Concrete
  • Fresh concrete
  • Hardened concrete

مراجع

  1. Samimi K, Kamali-Bernard S, Maghsoudi A, " Durability of self-compacting concrete containing pumice and zeolite against acid attack, carbonation and marine environment", Construction and Building Materials, pp. 247-263, 2018.
  2. Ranjbar M.M , Madandoust R., Mousavi S. Y., Yosefi S., "Effects of natural zeolite on the fresh and hardened properties of self-compacted concrete", Construction and Building Materials, 47, pp. 806- 813, 2013.
  3. Sabet F, Libre N.A and Shekarchizadeh M., "Mechanical and durability properties of self consolidating high performance concrete incorporating natural zeolite silica fume and fly ash." Construction and Building Materials, No. 44, pp. 175-184.
  4. AA Ramezanianpour, A Kazemian, M Sarvari, B Ahmadi, Use of Natural Zeolite to Produce Self-Consolidating Concrete with Low Portland Cement Content and High Durability. Journal of Materials in Civil Engineering, Vol. 25, No. 5, May 1, 2013.
  5. احمدی،ج.، عزیزی،ح.، کوهی،م. «بررسی تأثیرزئولیت درعیارهای مختلف سیمان برروی مقاومت ونفوذپذیری بتن»، مجله تحقیقات بتن، دوره8، شماره2، صفحه18-5، 1394.
  6. احمدی،ج.، بیگدلو،ا.، سلیمانی راد، س. «تأثیراستفاده از زئولیت، میکروسیلیس ومتاکائولین برکارایی ومقاومت بتن خودمتراکم»، نشریه مهندسی عمران ومحیط زیست، دوره 3، شماره 47، صفحه 7-1، 1396.
  7. Chan YN, Ji X, “Comparative study of the initial surface absorption and chloride diffusion of high performance zeolite, silica fume and PFA concretes”, Cement and Concrete Composites, 21 (4), 293-300, 1999.
  8. Gesoğlu M, Güneyisi E, Özbay E, “Properties of selfcompacting concretes made with binary, ternary,and quaternary cementitious blends of fly ash, blast furnace slag, and silica fume”, Construction and Building Materials, 23 (5), 1847-1854, 2009.
  9. Feng NQ, Peng GF, “Applications of natural zeolite to construction and building materials in china”,Construction and Building Materials, 19,
    579-584, 2005.
  10. Poon CS, Lam L, Kou S, Wong YL, Wong R, “Rate of pozzolanic reaction of metakaolin in highperformance cement pastes”, Cement and Concrete Research, 31 (9), 1301-1306, 2001.
  11. EFNARC,''Specification and Guideline for Self-Compacting Concrete'', European Federtion ,2005.
  12. ASTM C150/ C150M-20, “Standard Specification for Portland Cement”, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2020.
  13. ASTM C33, “Standard Specification for Concrete Aggregates”, American Society for Testing and Materials Standards, West Conshohocken, 2004.
  14. استاندارد ملی شماره 302؛ «سنگدانه­های بتن– ویژگی­ها»، 1394.
  15. ASTM C29, “Standard test method for bulk density(Unit Weight) and voids in aggregate”, American Society for Testing and Materials Standards, West Conshohocken, 2017.
  16. BS EN 12390-3, "Testing hardened concrete – Part 3: Compressive strength of test specimens", British Standard Institution, 2019.
  17. مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، طرح و اجرای ساختمان­های بتن آرمه، 1392
  18. BS EN 12390-8:2000, Testing hardened concrete. Depth of penetration of water under pressure, British Standard Institution, 2019.
  19. ASTM C642-13. "Standard test method for density, absorption, and voids in hardened concrete." Book of ASTM Standards, American Society for Testing and Materials, 2013.
  20. ASTM C1202. "Standard test method for density, absorption, and voids in hardened concrete." Book of ASTM Standards, American Society for Testing and Materials, 2013.
  21. قویدل شهرکی، م.، میری، م.، رخشانی مهرمهدی م. «بررسی آزمایشگاهی اثر استفاده از ترکیب زئولیت و متاکائولین بر دوام و خوردگی میلگرد در بتن خودتراکم»، نشریه مهندسی عمران و محیط زیست دوره 46.1، شماره 82، صفحه 58-49 . بهار 1395.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار