مطالعه آزمایشگاهی مشخصات ﻣﮑﺎﻧﯿﮑﯽ و دوام ﺑﺘﻦ ﺑﺎ آﺳﻔﺎﻟﺖ ﺑﺎزﯾﺎﻓﺘﯽ ( ریز دانه و درشت داﻧﻪ ) ﺑﻪ همراه ﻣﯿﮑﺮوﺳﯿﻠﯿﺲ(دوده سیلیسی)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 فارغ التحصیل مهندسی عمران سازه از دانشگاه شهاب دانش

2 فارغ التحصیل مهندسی عمران سازه دانشگاه شهاب دانش قم

3 مهندس عمران دانشگاه اینگرام ایالتی تگزاس

10.22124/jcr.2025.17288.1450

چکیده

دوده سیلیس یکی از فعال ترین پوزولان ها است، رفتار پوزولانی دوده سیلیس در بتن مهم ترین خاصیتی است که باعث می شود بتن سخت شده دارای خواص قابل ملاحظه ای گردد. اخیرا استفاده از مواد بازیافتی به عنوان بخشی از سنگدانه در بتن در حال افزایش است. استفاده از این مواد بازیافتی در بتن، سبب کاهش مصرف منابع طبیعی می شود. دوام بالای مواد به کاهش مصرف منابع طبیعی کمک شایانی می نماید. بتن دومین ماده پر مصرف درجهان بعد از آب می باشد. که مقادیر قابل توجهی سنگدانه طبیعی را مصرف می کند. در یک مطالعه آزمایشگاهی، تاثیر توامان دوده سیلیس و خرده آسفالت بازیافتی (درشت و ریزدانه) بر مقاومت و دوام بتن مورد بررسی قرار گرفته است. در این آزمایش‌ها از مخلوط‌های بتنی با نسبت آب به سیمان 0.45 و سیمان با عیار kg/m3425 برای کلیه‌ی طرح‌ها استفاده شده است. درصد جایگزین دوده سیلیس با سیمان در این آزمایش ها 6 درصد و جایگزینی آسفالت بازیافتی (درشت و ریزدانه) با شن و ماسه طبیعی 10 و 15 درصد می‌باشد. این تحقیق نتایج آزمایش های مقاومت ویژه الکتریکی بتن، نفوذ تسریع شده یون کلراید (RCMT)، مقاومت فشاری و مقاومت کششی، بر روی نمونه های بتنی را بررسی می کند. نتایج حاصل از این پژوهش نشان می‌دهد که در اثر استفاده از خرده آسفالت بازیافتی (درشت و ریزدانه) مقاومت و دوام بتن کاهش پیدا می‌کند که با جایگزینی 6 درصد دوده سیلیس با سیمان مصرفی این کاهش مقاومت و دوام نه تنها جبران می‌شود، بلکه بهبود نیز می‌یابد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Investigation of Mechanical and durability properties of concrete containing recycled asphalt (fine and coarse-grained) with silica fume

نویسندگان [English]

  • Marzieh soltani 1
  • masoud saadatkhosh 2
  • Javad Bakhshi 2
  • Mehdi Arezoumandi 3
1 Graduated from Structural Civil Engineering from Shahab Danesh University
2 Graduated from Structural Civil Engineering from Shahab Danesh University
3 Dept. Civil Eng., Ingram of engineering- Texas state university san marcos TX USA
چکیده [English]

Recently there has been an increasing trend toward the use of sustainable materials. Sustainability helps the environment by reducing the consumption of non-renewable natural resources. Concrete – the second most consumed material in the world after water – uses a significant amount of non-renewable resources. As a result, an experimental investigation was conducted to study the mechanical properties and durability of concrete constructed with 10% and 15% recycled asphalt pavement aggregate (RAP) (fine and coarse) as well as 6% silica fume. This experimental program consisted of six mix designs. Results of this study show that the using RAP in the mix designs decreases compressive strengths, splitting tensile strength and durability. To overcome inferior mechanical properties and durability of RAP mixes, silica fume (6%) has been added to the RAP mixes. Results of the mixes including both RAP and silica fume show superior mechanical properties and durability (both electrical resistivity and chloride ion penetration) compared with the conventional concrete..

کلیدواژه‌ها [English]

  • Mechanical Properties
  • Durability
  • Recycled Concrete
  • Silica Fume
  • Recycled Asphalt

مراجع

[1]دفتر مقررات ملی ساختمان؛ مبحث نهم مقررات ملی ساختمان (طرح و اجرای ساختمان های بتن آرمه)، نشر توسعه ایران، تهران، ویراست چهارم، 1392
[2] Okafor, F. O. (2010). Performance of recycled asphalt pavement as coarse aggregate in concrete. Leonardo Electronic Journal of Practices and Technologies, 17(9), 47-58.
[3] دکتر غلامرضا سبز قبایی"بازیافت شیشه و اثرات زیست محیطی بازیافت"دومین کنگره ملی توسعه و ترویج مهندسی کشاورزی وعلوم خاک ایران،1388
[4] Erdem, S., & Blankson, M. A. (2014). Environmental performance and mechanical analysis of concrete containing recycled asphalt pavement (RAP) and waste precast concrete as aggregate. Journal of hazardous materials, 264, 403-410.
[5] Hossiney, N., Tia, M., & Bergin, M. J. (2010). Concrete containing RAP for use in concrete pavement. International Journal of Pavement Research and Technology, 3(5), 251-258.
[6] Li, G., Zhao, Y., Pang, S. S., & Huang, W. (1998). Experimental study of cement-asphalt emulsion composite. Cement and Concrete Research, 28(5), 635-641.
[7] Huang, B., Shu, X., & Li, G. (2005). Laboratory investigation of portland cement concrete containing recycled asphalt pavements. Cement and Concrete Research, 35(10), 2008-2013.
[8] Solanki, P., & Dash, B. (2015). Mechanical properties of concrete containing recycled asphalt pavement and class C fly ash. In World of Coal Ash (WOCA) Conference in Nashville.
[9] European Asphalt Pavement Association rue du Commerce 77, 1040 Brussels, Belgium, www.eapa.prg,info@eapa.org.June2014.
[10] Tabaković, A., Gibney, A., McNally, C., & Gilchrist, M. D. (2010). Influence of recycled asphalt pavement on fatigue performance of asphalt concrete base courses. Journal of Materials in Civil Engineering, 22(6), 643-650.
[11] Mills-Beale, J., & You, Z. (2010). The mechanical properties of asphalt mixtures with recycled concrete aggregates. Construction and Building Materials, 24(3), 230-235.
[12] Savas Apurva A. Fursule, Prof.V.S. Shingade, (2017), “ Experimental Study of Mechanical Properties of concrete Using Recycled Aggregate With Nano Silica,” International Research Journal of Engineering and technology, 4(8), pp 950-953.
[13] Bhandari, P. S., & Tajne, K. M. (2013). Use of waste glass in cement mortar. International journal of civil and structural engineering, 3(4), 704.
[14] Park, S. B., Lee, B. C., & Kim, J. H. (2004). Studies on mechanical properties of concrete containing waste glass aggregate. Cement and concrete research, 34(12), 2181-2189.
[15] Patil, H. S., Dwivedi, A. K., & Chatterjee, A. M. (2017). Optimize Properties of Concrete with Silica Fume. MAYFEB Journal of Materials Science, 2.
[16] Biswal, K. C., & Sadangi, S. C. (2011). Effect of superplasticizer and silica fume on properties of concrete.
[17] Gesoglu, M., Güneyisi, E., Asaad, D. S., & Muhyaddin, G. F. (2016). Properties of low binder ultra-high performance cementitious composites: Comparison of nanosilica and microsilica. Construction and Building Materials, 102, 706-713.
[18] A, Dunster, (2009), “ Silica Fume in Concrete,” HIS BRE Press, Garston, UK, 5(9), pp 2060-2071.
[19] Valipour, M., Pargar, F., Shekarchi, M., & Khani, S. (2013). Comparing a natural pozzolan, zeolite, to metakaolin and silica fume in terms of their effect on the durability characteristics of concrete: A laboratory study. Construction and Building Materials, 41, 879-888.
[20] Sabet, F. A., Libre, N. A., & Shekarchi, M. (2013). Mechanical and durability properties of self consolidating high performance concrete incorporating natural zeolite, silica fume and fly ash. Construction and Building Materials, 44, 175-184.
[21] Gupta, T., Chaudhary, S., & Sharma, R. K. (2016). Mechanical and durability properties of waste tire fiber concrete with and without silica fume. Journal of Cleaner Production, 112, 702-711
[22] Norouzifar, M., Madani, H. (2018). T‌H‌E P‌R‌O‌P‌E‌R‌T‌I‌E‌S O‌F C‌O‌N‌C‌R‌E‌T‌E C‌O‌N‌T‌A‌I‌N‌I‌N‌G T‌E‌R‌N‌A‌R‌Y C‌E‌M‌E‌N‌T O‌F H‌I‌G‌H V‌O‌L‌U‌M‌E T‌U‌F‌F A‌N‌D S‌I‌L‌I‌C‌A F‌U‌M‌E. Sharif Journal of Civil Engineering, 34.2(2.1), 87-98.  
[23] Ghalehnovi, M., Khodabakhshian, A., Asadi Shamsabadi, E. (2018). The effect of waste marble powder and silica fume as a partial replacement of cement on concrete durability. Concrete Research, 11(2), 35-50.
[24] Soltani, A., Tarighat, A., & Byezidi, M. (2019). Pozzolanic Effects of Meta-Halloysite and Micro-Silica on Mechanical Strength and Durability of Concrete. Journal of Civil Engineering, 31(3).
[25] ASTM C150-11, ”Standard Specification for Portland Cement”, 2011.
[26] ASTM C1240-11 ,”Standard Specification for Use of Silica Fume for Use as a Mineral Admixture in Hydraulic-Cement Concrete, Mortar, and Grout”, 2011.
[27] ASTM C29/C29M/17, 2011, Standard Test Method for Bulk Density (“Unit Weight”) and Voids in Aggregate. ASTM International, West Conshohohocken, PA.
[28] استاندارد ملی 4977 ایران، دانه بندی سنگ‌دانه­های ریز ودرشت، موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران، تهران، تجدید نظر اول، 1393
[29] استاندارد ملی 4982 ایران، تعیین چگالی و جذب آب سنگ‌دانه درشت، موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران، تهران، تجدید نظر دوم، 1396
[30] استاندارد ملی 14748 ایران، آب اختلاط بتن، موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران، تهران، 1390
[31] استاندارد ملی 2930 ایران، الزامات افزودنی­های بتن، موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران، تهران، 1392
[32] ACI Committee 211, (1991), Guide for selecting proportions for high-strength concrete with Portland cement and fly ash. ACI226.4R, ACI Materials Journal..
[33] استاندارد ملی 4983 ایران، سنگ‌دانه­ها، مقدار کل رطوبت قابل تبخیر، موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران، تهران، تجدید نظر اول، 1393
[34] استاندارد ملی 2-3203 ایران ، تعیین اسلامپ بتن تازه، موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران، تهران، تجدید نظر دوم، 1386
[35] ASTM C39-11, ”Standard Specification for Compressive Strength of Cylindrical Concrete Specimens”, 2011.
[36] ASTM C496-11, ”Standard Specification for Splitting Tensile Strength of Cylindrical Concrete Specimens”, 2011.
[37] ACI 318  Committee 363, “State of the art report on high-strength concrete”, ACI363-R, Farmington Hills (Michigan), American Concrete Institute, 1992.
[38] CSN, E. (2014). 206 Concrete–Specification, performance, production and conformity.
[39] AS 3600-2009, “Concrete structures, standard by Standards Australia”, 2009.
[40] JSCE Guidelines for Concrete, “Standard Specifications for concrete structures”, No 16,  Japan Society of Civil Engineers, 2007.
[41] Takafumi N. 2007. Database for Mechanical Properties of Concrete, http://bme.t.u-tokyo.ac.jp/researches/detail/concreteDB/index.html.
[42] Minitab 17 Statistical Software [Computer software]. Incorporation,Minitab
[43] AASHTO T358-15, “ Standard method of test for surface resistivity Indication of concretes Ability to resist chloride Ion penetration”, AASHTO 2006.
[44] Neville, A. (1995). Chloride attack of reinforced concrete: an overview. Materials and Structures, 28(2), 63.
[45] Gailius, A., Vacenovská, B., & Drochytka, R. (2010). Hazardous wastes recycling by solidification/stabilization method. Materials Science, 16(2), 165-169.
[46] AASHTO TP 64-03, “Standard Method of Test for predicting chloride penetration of hydraulic cement concrete by the rapid migration procedure.” AASHTO, 2006.
[47] NT BUILD 492, “Concrete, Mortar and Cement-Based Repair Materials: Chloride Migration Coefficient from Non-State Migration Experiment,” NTBULD, 1999.
 

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار