Experimental study of durability of self compacting concrete containing micro-silica and slag in Persian Gulf tidal environment

Document Type : Research Paper

Authors

1 Tehran shomal Azad University

2 Assistant professor, Garmsar University

10.22124/jcr.2023.21298.1541

Abstract

Reinforced concrete structures on the shores of the Persian Gulf experience a severe corrosion environment, and in the case of the structures that are in tidal conditions or some of their members are submerged in the sea, such as piers and ports, this problem is more acute due to the penetration of chloride ions. To increase the efficient life of concrete structures in the Persian Gulf, the use of self-compacting concrete along with cement substitutes has been suggested by researchers. In this paper, two powdered materials, slag and micro-silica, have been selected to replace part of the cement content in concrete. The durability test in submerged and tidal conditions has been performed on the specimens. Based on the results of experiments on 216 concrete specimens, the use of the proposed concrete on average increases the compressive strength by 22%, electrical resistance by 50% and decreases the permeability of volumetric water absorption by 12% and capillary water absorption by 30% in tidal conditions.

Keywords

Main Subjects

References

[1]. شکرچی زاده م.، علی لیبر ن.، دهقان مروستی س.، پورضرابی ع.، افزودنی‌های شیمیایی بتن، دانش، فناوری و کاربردها، انستیتو مصالح ساختمانی دانشگاه تهران، نشر علم و ادب، 1391
[2]. صفری ا.، شکرچی زاده م.، نعمتی چاری م.، بررسی اثر چرخه‌های جزر و مد بر نفوذ یون کلراید در بتن، ششمین کنفرانس ملی سالیانه بتن ایران، تهران، 1393.
[3]. رمضانیان پور ع.، قدوسی پ. ، گنجیان ا.، ریز ساختار، خواص و اجزای بتن، انتشارات دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران،1391.
[4]. Chander Mohan Kansal, Rajesh Goyal, Effect of nano silica, silica fume and steel slag on concrete properties, Materials Today: Proceedings, 2021.
[5]. Nurul Hidayah Roslan, Mohammad Ismail, Nur Hafizah A. Khalid, Bala Muhammad, Properties of concrete containing electric arc furnace steel slag and steel sludge, Journal of Building Engineering, Volume 28, 2020.
[6]. M.H. Lai, Jiajun Zou, Boyu Yao, J.C.M. Ho, Xin Zhuang, Qing Wang, Improving mechanical behavior and microstructure of concrete by using BOF steel slag aggregate, Construction and Building Materials, Volume 277, 2021.
[7]. Takada, K, pelova, G.I. and Walraven, J.C., Influences of Mixing Efficiency on the Mixture Proportions of General Purpose Self-Compacting Concrete, Sherbrook publication, Quebec University, 1998.
[8]. Khandaker H., Anwar M., Pumice based blended cement concretes exposed to marine environment: effects of mix composition and curing conditions, Cement and Concrete Composites, Vol. 30.2, 2008.
[9]. Newlands M.D., Jones M.R., Kandasami S., Harrison T.A., Sensitivity of electrode contact solutions and contact pressure in assessing electrical resistivity of concrete, Materials and Structures, 41(4), 2007
[10]. Bondar D., Lynsdale C., Milestone N., Hassani N., Ramezanianpour A.A., Engineering properties of alkali-activated natural pozzolan concrete, ACI Materials Journal 108.1, 2011.
[11]. شکرچی زاده م.، ولی پور م. و پرگر ف.، بررسی خوردگی در آزمونه‌های بتنی مسلح با نسبت آب به سیمان مختلف واقع در شرایط رویارویی پاشش در منطقه خلیج فارس، مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه تبریز 1، 43 (1392): 63-69.
[12]. Da Silva, P.R., de Brito, J., Durability performance of self-compacting concrete (SCC) with binary and ternary mixes of fly ash and limestone filler. Mater Struct 49, 2749–2766, 2016.
[13]. Puriyamehr E., Ghoveimy K., Proportions of Lightweight Self-Compacting Concrete white pumice, Cement and Concrete Composites, 30.2, 2017.
[14]. Massana, J., Reyes, E., Bernal, J., León, N., Sánchez- Espinosa E., Influence of nano- and micro-silica additions on the durability of a high-performance self-compacting concrete. Construc. Build. Mat. 165, 93–103, 2018.
 [15]. Wei, J., Wang, CG., Wei, X. et al. Corrosion Evolution of Steel Reinforced Concrete Under Simulated Tidal and Immersion Zones of Marine Environment. Acta Metall. Sin. (Engl. Lett.) 32, 900–912, 2019.
[16]. Reyes E., Massana J., Peralta F.A., Leóna N., Moraguesa A., Behaviour of a high-performance self-compacting concrete (HPSCC) with ternary mixtures of nano-and microsilica in the presence of chlorides, Materiales de Construcción 70(339):221, 2020.
[17]. ASTM C494 / C494M-04, Standard Specification for Chemical Admixtures for Concrete, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2004.
[18]. اندازه گیری جریان اسلامپ بتن خودتراکم- روش آزمون- استاندارد ملی INSO-11270
[19]. ASTM C642-13 - Standard Test Method for Density, Absorption, and Voids in Hardened Concrete.[20]. استانداردINSO 19895 ، بتن – اندازه گیری نرخ جذب آب بتن‌های حاوی سیمان هیدرولیکی – روش آزمون، سازمان ملی استاندارد، 1393
[21]. NT BUILD 492, Standard Test Method The Chloride Migration Coefficient from Non-Steady-State Migration, NordTest family of test methods, Canada,2014[22]. محمودی الف.، افشین ح.، حکیم زاده ح.، و جلالی وحید د.، بررسی دوام بتن مسلح در محیط دریایی خورنده شدید بر حسب موقعیت قرارگیری بتن نسبت به تراز آب دریا، نشریه مهندسی دریا،سال پنجم، شماره 10، پاییز و زمستان 1388.
[23]. احمدی ب.، رمضانیانپور ع.، و سبحانی ج.، خوردگی میلگرد در بتن مسلح ترک خورده تحت بار در ناحیه جزر و مد خلیج فارس، اولین کنفرانس ملی دوام بتن،تهران، 1397

Files

Share

How to cite

Statistics