Experimental investigation of the effect of substitution of aggregate by lightweight pumice on the performance of porous concrete pavement

Document Type : Research Paper

Authors

1 MSc. graduated student, Faculty of Civil Engineering, Semnan University, Semnan, Iran

2 Water Engineering and Hydraulic Structures Department, Civil Engineering Faculty, Semnan university, Semnan

3 Faculty of Civil Engineering, Semnan University, Semnan, Iran.

4 Faculty of Civil Engineering, Semnan University, Semnan, Iran

Abstract

Porous concrete refers to a combination of cement and water, without fine grains or with a small amount of fine grains, which is important in terms of water transferability and permeability. This material can act as a drainage and carry rainwater and enhance groundwater. In the present article, the effect of replacement of pumice mineral additive with aggregate of porous concrete with volumetric percentages of 25, 50, 75 and 100% was studied on compressive strength, permeability coefficient and porosity percentage. Laboratory analysis was performed using SAS 9.4 software at 95% confidence level for all samples. The results show that with the replacement of the pumice additive in the structure of the porous concrete and the corresponding removal of the aggregate, the compressive strength of the samples is reduced due to the porosity of the pumice structure and the permeability coefficient and porosity increase. The reduction of compressive strength with increasing pumice percentage for all samples was 60.49, 83.86, 85.96 and 86.98%, respectively. Increasing the permeability coefficient with increasing pumice percentage for all samples was 10.13, 14.96, 18.7 and 24.94%, respectively.

Keywords

References

[1] Yang J, Jiang G, “Experimental study on properties of pervious concrete pavement materials”, Cement and Concrete Research, 33(3), 381-386, 2003.
[2] Huang B, Wu H, Shu X, Burdette EG, “Laboratory evaluation of permeability and strength of polymer-modified pervious concrete”, Construction and Building Materials, 24(5), 818-823, 2010.
[3] ACI 522R-10, “Pervious concrete”, American Concrete Institute Committee, Farmington Hills, 2010.
[4] Tennis PD, Leming ML, Akers DJ, “Pervious concrete pavements”, Skokie, IL, Portland Cement Association, 2004.
[5] رستمی گله‌دار م، بهرامی چگینی ا، " بررسی خواص مکانیکی و تأثیرات سنگ‌دانه‌های متداول در ساخت بتن متخلخل"، فصلنامه علمی تخصصی مهندسی سازه، ص 17-24، 1394.
[6] Gomez-Ullate E, Castillo-Lopez E, Castro-Fresno D, Bayon JR, “Analysis and contrast of different pervious pavements for management of storm-water in a parking area in Northern Spain”, Water Resources Management, 25(6), 1525-1535, 2011.
[7] Ćosić K, Korat L, Ducman V, Netinger I, “Influence of aggregate type and size on properties of pervious concrete”, Construction and Building Materials, 78, 69-76, 2015.
[8] شیرگیر ب، حسنی ا، علیزاده گودرزی ه، "تأثیر نوع دانه­بندی بر خواص فیزیکی و نفوذپذیری بتن متخلخل در روسازی"، مجله علمی- پژوهشی عمران مدرس، جلد 11، شماره 1، ص 49-60، 1390.
[9] خدادوست گمچی م، پاشایی گلمرز ل، " بررسی تأثیر کاربرد بتن متخلخل در معابر عمومی شهری در حوضه آبریز دریاچه ارومیه بر احیای دریاچه ارومیه"، چهارمین کنفرانس ملی مصالح و سازه‌های نوین، 1394.
[10] www.Kaniarsabokdane.ir.
[11]Hariyadi, Tamai H, “Enhancing the performance of porous concrete by utilizing the pumice aggregate”, Procedia Engineering, 125, 732-738, 2015.
[12] عبدالرحیم پور حکیمی ن، "بررسی آزمایشگاهی پنج طرح اختلاط بتن سبک برای تعیین طرح اختلاط بهینه و ارائه برای استفاده در مهندسی عمران و مصالح پیش ساخته به وسیله لیکا و پامیس منطقه آذربایجان"، کنفرانس بین المللی معماری، شهرسازی، عمران، هنر، محیط زیست، افق­های آینده و نگاه به گذشته، 2015.
[13] Li J, Zhang Y, Liu G, Peng X, “Preparation and performance evaluation of an innovative pervious concrete pavement”, Construction and Building Materials, 138, 479-485, 2017.
[14] Doostmohamadi M, Karami H, Farzin S, Mousavi SF, “Improving the performance of porous concrete composites using zeolite as a coarse grain”, Mechanics of Advanced Composite Structures (5), 157-163, 2018.
[15] Elizondo-Martínez EJ, Andrés-Valeri VC, Rodríguez-Hernández J, Sangiorgi C, “Selection of additives and fibers for improving the mechanical and safety properties of porous concrete pavements through multi-criteria decision-making analysis”, Sustainability, 12(6), 2020.
[16] مجدی ع، شکرچی­زاده م، جعفری ا، علی لیبر ن، ناصری ع، "بررسی ظرفیت مقاومتی سبک‏دانه اسکریا به‌منظور کاربرد در بتن سبک‏دانه سازه‌ای"، اولین کنفرانس ملی بتن سبک، ص 263-273، 1390.
[17] حبیبی ع، وزیری ا، محمدی ا، "رابطه مقاومت فشاری با مقاومت کششی و وزن مخصوص بتن سبک ساخته‌شده با پوکه معدنی منطقه کردستان"، تحقیقات بتن، 5(2)، ص 33-44، 1391.
[18] تیموری ا، موسوی س ف، کرمی ح، فرزین س، جواهری طهرانی م، " بررسی آزمایشگاهی اثر اضافه کردن افزودنی­های مختلف بر ویژگی بتن متخلخل قابل کاربرد در سیستم رواناب شهری"، مهندسی زیرساخت­های حمل و نقل، 2(2)، ص 51-65، 1395.
[19] تیموری ا، کرمی ح، موسوی س.ف، فرزین س، "بررسی عملکرد مقاومتی و نفوذپذیری بتن متخلخل حاوی پرلیت و لیکا برای استفاده در سیستم رواناب شهری"، نشریه مهندسی عمران فردوسی، 31 (3)، ص 83-92، 1397.
[20] فرزین س، دوست­محمدی م، کرمی ح، موسوی س.ف، رضائی­فر ا، "بهبود عملکرد روسازی بتن نفوذپذیر با جایگزینی سنگ دانه رسوبی تراورتن"، نشریه مهندسی سازه و ساخت، 6(3)، ص 5-16، 1398.
[21] ACI Committee 211, “Guide for Selecting Proportions for No-slump Concrete”, ACI 211.3R Report, 2006.
[22] British Standard, Testing Concrete, “Method for Making Test Cubes from Fresh Concrete”, BS 1881, Part 108, 1983.
[23] ASTM C1754/C1754M-12, “Standard Test Method for Density and Void Content of Hardened Pervious Concrete”, ASTM International, USA, 2012.
[24]  فاضلی رستم­پور م، "تجزیه و تحلیل آماری با استفاده از SAS"، مرکز نشر سپهر، 1389.
[25] Aoki Y, Sri Ravindrarajah R, Khabbaz H, “Environmentally friendly sustainable pervious concrete”, In Australian Conference on the Mechanics of Structures and Materials, Taylor & Francis Group, 2009.

Files

Share

How to cite

Statistics