ارزیابی و مقایسه تاثیر پوزولان های زئولیت، میکروسیلیس و خاکستربادی بر خواص مکانیکی بتن های بازیافتی ساخته شده از صد درصد درشت دانه های بازیافتی

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار، گروه مهندسی عمران، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران

2 دانشگاه آزاد اسلامی واحد اهواز

چکیده

امروزه محدودیت‌های دسترسی به منابع سنگدانه‌های طبیعی در تولید بتن در بسیاری از کشورها به یکی از معضلات تبدیل شده است. بتن به عنوان یکی از پرمصرف‌ترین محصولات بشر، عامل مصرف مقادیر زیادی از سنگدانه‌ها می‌باشد. جهت مرتفع نمودن این نیاز، امروزه بسیاری از کشورهای توسعه‌یافته از انواع مختلف سنگدانه‌های بازیافتی به عنوان جایگزین مناسبی برای سنگدانه‌های طبیعی استفاده می‌کنند. تحقیق حاضر به بررسی تاثیر جایگزینی کامل درشت‌دانه‌های بتنی بازیافت شده به‌جای درشت‌دانه‌های طبیعی در بتن پرداخته است. جهت بهبود کیفیت بتن‌های بازیافتی، پوزولان‌های میکروسیلیس، زئولیت طبیعی و خاکستربادی در درصدهای مختلف مورد استفاده قرار گرفت. جهت تعیین و مقایسه مشخصات مکانیکی بتن‌ها، 11 طرح اختلاط ساخته شده و آزمایش مقاومت فشاری در سنین 7، 28 و 91 روزه، آزمایش‌های مقاومت کششی دونیم‌شدن، ضریب ارتجاعی و سرعت امواج فراصوت در سن 28 روزه انجام شدند. نتایج نشان دادند که در مقایسه با سایر پوزولان‌ها، میکروسیلیس به‌ویژه در سطح جایگزینی %10، تاثیر چشم‌گیری در بهبود مقاومت فشاری بتن تماماً بازیافتی از خود نشان می‌دهد. نتایج کاربرد زئولیت طبیعی در بتن تماماً بازیافتی نیز نشان داد که این پوزولان به‌ویژه در سطح جایگزینی %10، بیشتر در نقش یک ماده کاهنده مصرف مواد سیمانی عمل نموده و نقش کم‌تری در بهبود خواص مکانیکی بتن بازیافتی در مقایسه با بتن بازیافتی بدون پوزولان از خود نشان می‌دهد. از سوی دیگر مواد پوزولانی به نسبتی که منجر به بهبود مقاومت فشاری بتن بازیافتی می‌شوند، قادر نیستند تا باعث بهبود مقاومت کششی دونیم‌شدن و ضریب ارتجاعی بتن-های بازیافتی در مقایسه با بتن معمولی گردند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Evaluating and comparing the effect of zeolite, micro-silica, and fly ash on the mechanical properties of recycled concrete made of 100% recycled aggregates

نویسندگان [English]

  • Seyed Fathollah Sajedi 1
  • Hasan Jalilifar 2
1 Associate Professor, Ahvaz Branch, Islamic Azad University, Ahvaz, Iran
2 Department of Civil Engineering, IAU of Ahvaz
چکیده [English]

Today, restrictions on access to natural aggregate resources in concrete production have become one of the problems in many countries. Concrete, as one of the most widely used human products, is a factor in consuming a large amount of aggregate. To meet this need, today many developed countries use different types of recycled aggregates as a suitable alternative to natural aggregates. The present study investigates the effect of complete replacement of recycled concrete coils instead of coarse natural aggregates in concrete. In order to improve the quality of recycled concrete, the pozzolans like as micro-silica, natural zeolite and fly ash were used in different percentages. In order to determine and compare the mechanical properties of concrete, 11 mixing designs were made and compressive strength tests at 7, 28 and 91 days, indirect tensile strength (SPT), modulus of elasticity and ultrasound velocity tests at 28 days of age were performed. The results showed that micro-silica, especially at the 10% replacement level, has a dramatic effect on the improvement of the compressive strength of fully recycled concrete compared to other pozzolans. The results of the application of natural zeolite in fully recycled concrete showed that this pozzolan, especially in the 10% substitution, act as a cementitious reducing agent and play a lesser role in improving the mechanical properties of recycled concrete compared to recycled concrete without pozzolan. On the other hand, pozzolanic materials, in a way that improves the compressive strength of recycled concrete, are not able to improve the tensile strength and the modulus of elasticity of the recycled concrete compared to conventional concrete.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Recycle concrete
  • Micro-silica
  • Fly ash
  • Natural zeolite
  • Mechanical properties
[1] Leite, M. B., & Monteiro, P. J. M. (2016). Microstructural analysis of recycled concrete using X-ray microtomography. Cement and Concrete Research, 81, 38-48. [2] Bonifazi, G., Capobianco, G., Serranti, S., Eggimann, M., Wagner, E., Di Maio, F., & Lotfi, S. (2015). The ITZ in concrete with natural and recycled aggregates: Study of microstructures based on image and SEM analysis. Delft University of Technology. [3] Kou, S. C., & Poon, C. S. (2013). Long-term mechanical and durability properties of recycled aggregate concrete prepared with the incorporation of fly ash. Cement and Concrete Composites, 37, 12-19. [4] Gjorv, O. E., & Sakai, K. (Eds.). (1999). Concrete technology for a sustainable development in the 21st century. CRC Press. [5] Tateyashiki, H., Shima, H., Matsumoto, Y., & Koga, Y. (2001). Properties of concrete with high quality recycled aggregate by heat and rubbing method. Proceedings of JCI, 23 (2), 61-66. [6] Katz, A. (2004). Treatments for the improvement of recycled aggregate. Journal of Materials in Civil Engineering, 16 (6), 597-603. [7] Tam, V. W., Tam, C. M., & Le, K. N. (2007). Removal of cement mortar remains from recycled aggregate using pre-soaking approaches. Resources, Conservation and Recycling, 50 (1), 82-101. [8] Kou, S. C., & Poon, C. S. (2010). Properties of concrete prepared with PVA-impregnated recycled concrete aggregates. Cement and Concrete Composites, 32 (8), 649-654. [9] Tam, V. W., Gao, X. F., & Tam, C. M. (2005). Microstructural analysis of recycled aggregate concrete produced from two-stage mixing approach. Cement and concrete research, 35 (6), 1195-1203. [10] Jalilifar, H., Sajedi, F., & Afshar, R. (2016). Exprimental effect of using silica fume and fly ash on mechanical properties of recycled concretes. International Journal of Engineering and Applied Sciences (IJEAS), 3 (11), 67-71. [11] Fathifazl, G., Abbas, A., Razaqpur, A. G., Isgor, O. B., Fournier, B., & Foo, S. (2009). New mixture proportioning method for concrete made with coarse recycled concrete aggregate. Journal of Materials in Civil Engineering, 21 (10), 601-611. [12] Jalilifar, H., Sajedi, F., & Kazemi, S. (2016). Investigation on the Mechanical Properties of Fiber Reinforced Recycled Concrete. Civil Engineering Journal, 2 (1), 13-22. [13] Limbachiya, M., Meddah, M. S., & Ouchagour, Y. (2012). Use of recycled concrete aggregate in fly-ash concrete. Construction and Building Materials, 27(1), 439-449. [14] Kwan, W. H., Ramli, M., Kam, K. J., & Sulieman, M. Z. (2012). Influence of the amount of recycled coarse aggregate in concrete design and durability properties. Construction and Building Materials, 26 (1), 565-573. [15] Rao, M. C., Bhattacharyya, S. K., & Barai, S. V. (2011). Behaviour of recycled aggregate concrete under drop weight impact load. Construction and Building Materials, 25 (1), 69-80. [16] Manzi, S., Mazzotti, C., & Bignozzi, M. C. (2013). Short and long-term behavior of structural concrete with recycled concrete aggregate. Cement and Concrete Composites, 37, 312-318. [17] Iranian Management Organization, (2003). Iranian Concrete Code (ICC). 6 ed., 120, Tehran, Iran. [18] ASTM C192 / C192M-16a.; (2016). Standard Practice for Making and Curing Concrete Test Specimens in the Laboratory, ASTM International, West Conshohocken. [19] ASTM C109/C109M-07.; (2007). Standard Test Method for Compressive Strength of Hydraulic Cement Mortars (Using 2-in. or [50-mm] Cube Specimens). ASTM International, West Conshohocken. [20] ASTM C469 / C469M-14.; (2014). Standard Test Method for Static Modulus of Elasticity and Poisson’s Ratio of Concrete in Compression, ASTM International, West Conshohocken.
130 نشریه علمی – پژوهشی مهندسی سازه و ساخت، دوره 6، شماره ویژه 4، سال 1893 ، صفحه 166 تا 130
[21] ASTM C496 / C496M-11.; (2004). Standard Test Method for Splitting Tensile Strength of Cylindrical Concrete Specimens, ASTM International, West Conshohocken. [22] ASTM C597-16.; (2016). Standard Test Method for Pulse Velocity through Concrete, ASTM International, West Conshohocken. [23] Xiao, J., Li, J., & Zhang, C. (2005). Mechanical properties of recycled aggregate concrete under uniaxial loading. Cement and concrete research, 35 (6), 1187-1194. [24] Whitehurst, E. A. (1951). Soniscope tests concrete structures. In Journal Proceedings. 47 (2), 433-444.