پیوندهای مفید
آمار
| تعداد نشریات | 7 |
| تعداد شماره‌ها | 404 |
| تعداد مقالات | 5,423 |
| تعداد مشاهده مقاله | 5,528,078 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 5,023,889 |
شناسایی خواص فیزیکی- مکانیکی دوغاب پایه سیمانی حاوی مواد معدنی و استفاده از آن در تقویت تیرهای بتن مسلح | ||
| نشریه مهندسی عمران امیرکبیر | ||
| مقاله 2، دوره 54، شماره 12، اسفند 1401، صفحه 4459-4482 اصل مقاله (2.8 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/ceej.2022.20351.7400 | ||
| نویسندگان | ||
| جواد سبزی؛ محمدرضا اصفهانی* | ||
| دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران | ||
| چکیده | ||
| این پژوهش یک مطالعه‌ی آزمایشگاهی بر روی خصوصیات دوغاب‌های پایه سیمانی حاوی مواد معدنی مختلف (غبار کوره آهن‌گدازی، گل قرمز، پودر مرمر و پودر شیشه) می‌باشد که در این دوغاب‌ها درصدهای مختلف وزنی از مواد معدنی جایگزین بخشی از سیمان شده است. به منظور بررسی دقیق خصوصیات مکانیکی دوغاب‌ها، بر روی تمامی مصالح استفاده شده آزمایش‌های آنالیز شیمیایی بر اساس روش فلورسانس اشعه ایکس، تعیین اندازه ذرات توسط دستگاه آنالیز لیزری ذرات، تجزیه و تحلیل ریزساختار با استفاده از تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی و آزمایش طیف‌سنجی پراش اشعه ایکس انجام گرفت. بر روی دوغاب‌های پایه سیمانی، آزمایش‌های مقاومت فشاری در سنین 7، 28 و 90 روز، مقاومت کششی در سنین 7 و 28 روز، جذب آب 30 دقیقه‌ای، 24 ساعته و 72 ساعته در سن 90 روز و مقاومت در برابر سولفوریک اسید در سن 28 روز انجام شد. نتایج نشان می‌دهد که استفاده از پودر مرمر برای جایگزینی بخشی از سیمان به مقدار 15 درصد، مقاومت فشاری را به مقدار قابل توجهی در سنین 7، 28 و 90 روزه افزایش می‌دهد. همچنین استفاده از پودر شیشه به مقدار 5 و 15 درصد و گل قرمز به مقدار 5 درصد برای جایگزینی بخشی از سیمان منجر به افزایش مقاومت کششی می‌شود. همچنین به منظور بررسی دقیق‌تر دوغاب پایه سیمانی در تقویت اعضای بتنی، کاربرد یکی از دوغاب‌ها در تقویت خمشی تیرهای بتنی مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور سه تیر بتن مسلح ساخته شده و تحت آزمایش خمش چهار نقطه‌ای قرار گرفتند. نتایج نشان می‌دهد که ظرفیت باربری تیر تقویت شده با دوغاب پایه سیمانی مسلح به شبکه الیافی تقریباً مشابه تیر تقویت شده با چسب اپوکسی به همراه ورق CFRP بوده و تقریباً 60 درصد از تیر بدون تقویت بیشتر می‌باشد. همچنین استفاده از دوغاب پایه سیمانی برای تقویت، مشکلات مربوط به چسب اپوکسی مانند عدم امکان نصب بر روی سطوح خیس و مقاومت پایین در برابر آتش سوزی را برطرف می‌نماید. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| دوغاب پایه سیمانی؛ مواد معدنی؛ تیر؛ بتن مسلح؛ تقویت | ||
| موضوعات | ||
| تست های آزمایشگاهی؛ تکنولوژی بتن؛ دوام بتن؛ سازه بتنی؛ مقاوم سازی سازه های بتنی | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Analysis of mechanical-physical properties of cement-based mortar made with mineral materials and its usage for strengthening of RC beams | ||
| نویسندگان [English] | ||
| javad sabzi؛ Esfahani M. R. | ||
| Civil engineering department, Faculty of engineering, Ferdowsi university, Mashhad, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| The present study investigates the properties of cementitious mortars in which different portions of cement were replaced with mineral materials including electric arc furnace dust (EAFD), red mud (RM), marble powder (MP), and glass powder (GP). In order to study the mechanical properties of the mortars, the microstructure of mortars was analyzed using scanning electron microscope (SEM) images and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX) test results. Compressive strength at ages of 7, 28, and 90 days, tensile strength at ages of 7 and 28 days, water absorption with durations of 30 minutes, 24 hours, and 72 hours after 90 days of curing, and chemical resistance against sulfuric acid tests were carried out on hardened specimens cured for 28 days. The results show that replacing 15% of cement with marble powder significantly increased the compressive strength of specimens cured for 7, 28, and 90 days. Furthermore, replacing cement with 5 and 15% glass powder or 5% of red mud increased the tensile strength. In order to investigate the performance of the repair mortars, one of them was chosen for strengthening RC beams. Three RC beams were manufactured and tested through 4-point bending scheme. The results indicate that the load-carrying capacity of the strengthened beam by CFRP sheet and repair mortar was the same as the specimen strengthened by CFRP sheet and epoxy resin, and was 60% higher than that of the un-strengthened specimen. It should also be highlighted that using the repair mortar instead of epoxy resin addresses some issues including low resistance to fire and poor connection of FRP with wet surfaces. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Cement based mortar, Mineral materials, Beam, Strengthening, Reinforced concrete (RC) | ||
| مراجع | ||
|
[1] A. Aattache, R. Soltani, Durability-related properties of early-age and long-term resistant laboratory elaborated polymer-based repair mortars, Construction and Building Materials, 235 (2020) 117494. [2] E. Crossin, The greenhouse gas implications of using ground granulated blast furnace slag as a cement substitute, Journal of Cleaner Production, 95 (2015) 101-108. [3] A.A. Ramezanianpour, A. Kazemian, M. Sarvari, B. Ahmadi, Use of natural zeolite to produce self-consolidating concrete with low Portland cement content and high durability, J. Mater. Civ. Eng, 25(5) (2013) 589-596. [4] M. da Silva Magalhães, F. Faleschini, C. Pellegrino, K. Brunelli, Cementing efficiency of electric arc furnace dust in mortars, Construction and Building Materials, 157 (2017) 141-150. [5] A.S. de Vargas, Â.B. Masuero, A.C. Vilela, Investigations on the use of electric-arc furnace dust (EAFD) in Pozzolan-modified Portland cement I (MP) pastes, Cement and Concrete research, 36(10) (2006) 1833-1841. [6] L. Senff, D. Hotza, J. Labrincha, Effect of red mud addition on the rheological behaviour and on hardened state characteristics of cement mortars, Construction and Building Materials, 25(1) (2011) 163-170. [7] S. Luo, M. Liu, L. Yang, J. Chang, W. Yang, X. Yan, H. Yu, Y. Shen, Utilization of waste from alumina industry to produce sustainable cement-based materials, Construction and Building Materials, 229 (2019) 116795. [8] D. Dodoo-Arhin, R.A. Nuamah, B. Agyei-Tuffour, D.O. Obada, A. Yaya, Awaso bauxite red mud-cement based composites: Characterisation for pavement applications, Case studies in construction materials, 7 (2017) 45-55. [9] A. Rana, P. Kalla, L.J. Csetenyi, Sustainable use of marble slurry in concrete, Journal of Cleaner Production, 94 (2015) 304-311. [10] J.-x. Lu, Z.-h. Duan, C.S. Poon, Fresh properties of cement pastes or mortars incorporating waste glass powder and cullet, Construction and Building Materials, 131 (2017) 793-799. [11] H. Du, K.H. Tan, Waste glass powder as cement replacement in concrete, Journal of Advanced Concrete Technology, 12(11) (2014) 468-477. [12] H. Siad, M. Lachemi, M. Sahmaran, K.M.A. Hossain, Effect of glass powder on sulfuric acid resistance of cementitious materials, Construction and Building Materials, 113 (2016) 163-173. [13] J. Sabzi, M. Reza. Esfahani, T. Ozbakkaloglu, B. Farahi, Effect of concrete strength and longitudinal reinforcement arrangement on the performance of reinforced concrete beams strengthened using EBR and EBROG methods, Engineering Structures, 205 (2020) 110072. [14] J. Sabzi, M. Reza. Esfahani, Effects of tensile steel bars arrangement on concrete cover separation of RC beams strengthened by CFRP sheets, Construction and Building Materials, 162 (2018) 470-479. [15] B. Farahi, M. Reza. Esfahani, J. Sabzi, Experimental investigation on the behavior of reinforced concrete beams retrofitted with NSM-SMA/FRP, Amirkabir Journal of Civil Engineering, 51(4) (2019) 685-698. [16] A.M. Khorasani, M. Reza. Esfahani, J. Sabzi, The effect of transverse and flexural reinforcement on deflection and cracking of GFRP bar reinforced concrete beams, Composites Part B: Engineering, 161 (2019) 530-546. [17] J. Sabzi, M. Reza. Esfahani, Flexural Behavior of RC Beams Strengthened by CFRP Sheets in the Beams with low and high Reinforcement Ratios, Amirkabir Journal of Civil Engineering, 50(5) (2018) 907-918. [18] A. Arabshahi, M. Tavakol, J. Sabzi, N. Gharaei-Moghaddam, Prediction of the effective moment of inertia for concrete beams reinforced with FRP bars using an evolutionary algorithm, in: Structures, Elsevier, (2022) 684-705. [19] J. Sabzi, M. Reza. Esfahani, Experimental and analytical investigation of RC beams strengthened by FRP and FRCM, Concrete Research, 15(3) (2022) 5-17. [20] A.A. Shubbar, H. Jafer, M. Abdulredha, Z.S. Al-Khafaji, M.S. Nasr, Z. Al Masoodi, M. Sadique, Properties of cement mortar incorporated high volume fraction of GGBFS and CKD from 1 day to 550 days, Journal of Building Engineering, 30 (2020) 101327. [21] G. Fares, R.Z. Al-Zaid, A. Fauzi, A.M. Alhozaimy, A.I. Al-Negheimish, M.I. Khan, Performance of optimized electric arc furnace dust-based cementitious matrix compared to conventional supplementary cementitious materials, Construction and Building Materials, 112 (2016) 210-221. [22] K.S.A. Kabeer, A.K. Vyas, Utilization of marble powder as fine aggregate in mortar mixes, Construction and Building Materials, 165 (2018) 321-332. [23] D. Patel, R. Shrivastava, R. Tiwari, R. Yadav, Properties of cement mortar in substitution with waste fine glass powder and environmental impact study, Journal of Building Engineering, 27 (2020) 100940. [24] ASTM C109 / C109M-16a, Standard test method for compressive strength of hydraulic cement mortars (Using 2 in. or [50-mm] Cube Specimens), ASTM International, West Conshohocken, PA, (2016). [25] ASTM C496/C496M-11, Standard test method for splitting tensile strength of cylindrical concrete specimens, ASTM International, West Conshohocken, PA, (2011). [26] ASTM C267, Standard test methods for chemical resistance of mortars, grouts and monolithic surfacings and polymer concretes, ASTM International, West Conshohocken, PA, (2012). [27] ASTM C642-13, Standard test method for density, absorption, and voids in hardened concrete, ASTM International, West Conshohocken, PA, (2013). [28] S.M. Zabihi, H.R. Tavakoli, Evaluation of monomer ratio on performance of GGBFS-RHA alkali-activated concretes, Construction and Building Materials, 208 (2019) 326-332. [29] R.-X. Liu, C.-S. Poon, Utilization of red mud derived from bauxite in self-compacting concrete, Journal of cleaner production, 112 (2016) 384-391. [30] J. Sabzi, E. Asadi Shamsabadi, M. Ghalehnovi, S.A. Hadigheh, A. Khodabakhshian, J.d. Brito, Mechanical and durability properties of mortars incorporating red mud, ground granulated blast furnace slag, and electric arc furnace dust, Applied Sciences, 11(9) (2021) 4110. [31] M. Koushkbaghi, M.J. Kazemi, H. Mosavi, E. Mohseni, Acid resistance and durability properties of steel fiber-reinforced concrete incorporating rice husk ash and recycled aggregate, Construction and Building Materials, 202 (2019) 266-275. [32] P.S. Deb, P.K. Sarker, S. Barbhuiya, Sorptivity and acid resistance of ambient-cured geopolymer mortars containing nano-silica, Cement and Concrete Composites, 72 (2016) 235-245. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 610 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 818 |
||