پیوندهای مفید
آمار
| تعداد نشریات | 8 |
| تعداد شمارهها | 436 |
| تعداد مقالات | 5,644 |
| تعداد مشاهده مقاله | 7,627,129 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 6,311,302 |
بهینهسازی خواص مکانیکی خمیر ژئوپلیمری حاوی رس کلسینه شده و نرمه کلینکر به روش تاگوچی | ||
| نشریه مهندسی عمران امیرکبیر | ||
| مقاله 11، دوره 57، شماره 2، 1404، صفحه 247-270 اصل مقاله (1.5 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/ceej.2025.22884.8069 | ||
| نویسندگان | ||
| علیرضا رضوانی* ؛ سانیا ساحلی؛ ابوذر جلال کمالی | ||
| دانشکده شیمی، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران، | ||
| چکیده | ||
| از آنجایی که آلودگیهای زیست محیطی یکی از دغدغههای بشر در جوامع امروزی است، سیمان ژئوپلیمری یک ماده جدید و نوین در صنعت ساخت و ساز است، که دارای عملکردی بالا و کارایی مطلوب میباشد. تولید سیمان ژئوپلیمری با استفاده از پوزولانها و پسماندهای آلومینوسیلیکاتی، سازگار با محیط زیست میتواند، به عنوان یک جایگزین برای تولید بتن معمولی در مقابل انتشار آلودگی حاصل از تولید سیمانهای پرتلند باشد. این تحقیق به سنتز سیمان ژئوپلیمری بر پایه رس کلسینه شده منطقه بیدستر شهرستان خاش و ارتقاء مقاومت مکانیکی آن از طریق افزودن نرمه کلینکر کورههای دوار سیمان میپردازد. آزمایشها به روش تاگوچی طراحی گردید. مدل تاگوچی آرایهL16 را پیشنهاد داد و 16 آزمایش طراحی شد. نسبت AL/NA برابر با یک در نظر گرفته شد. سطوح مختلف مدول سیلیس محلول فعالکننده (0، 0/9، 1 و 1/1)، درصد افزودنی نرمه کلینکر (0، 5، 10 و 15) و نسبت آب به جامد (0/25، 0/3، 0/35 و 0/4) به عنوان فاکتور تاثیر گذار بررسی شد و مقاومت در 28 روز، به عنوان فاکتور پاسخ انتخاب شد. آزمونهها در دمای 23 درجه سلسیوس و رطوبت 70% در کابین نم نگهداری شدند. نتایج نشان داد با بهینه فاکتور مدول سیلیس 1/1، فاکتور نسبت آب به جامد 0/25 و فاکتور درصد افزودنی 15%، به میانگین مقاومت فشاری 81/24 مگاپاسکال میتوان دست یافت، که بالاتر از مقاومت فشاری خمیر سیمانهای پرتلند معمولی میباشد. | ||
| کلیدواژهها | ||
| سنتز ژئوپلیمر؛ خاک رس کلسینه شده؛ نرمه کلینکر؛ تاگوچی؛ سیمان سبز | ||
| موضوعات | ||
| مصالح ساختمانی | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Optimizing the mechanical properties of geopolymer paste containing calcined clay and Dust clinker by Taguchi method | ||
| نویسندگان [English] | ||
| ali reza rezvani؛ sania saheli؛ abouzar Jalal kamali | ||
| Department of Chemistry, University of Sistan and Baluche stan, Zaheda n, Iran. | ||
| چکیده [English] | ||
| Given that environmental pollution is one of the major concerns in today’s societies, geopolymer cement is an innovative material in the construction industry with high performance and favorable efficiency. The production of geopolymer cement using pozzolans and aluminosilicate wastes, which are environmentally friendly, can serve as an alternative to conventional concrete production, addressing the pollution associated with Ordinary Portland Cement (OPC) production. This research focuses on synthesizing geopolymer cement based on calcined clay from the Bidester region in Khash City, enhancing its mechanical strength by adding fine clinker from rotary kilns. The experiments were designed using the Taguchi method. Taguchi’s L16 array was proposed, and 16 experiments were designed. The Al/Na ratio was set at one. Various levels of silica modulus of the activating solution (0, 0.9, 1, and 1.1), the percentage of fine clinker addition (0, 5, 10, and 15), and the water-to-solid ratio (0.25, 0.3, 0.35, and 0.4) were assessed as influencing factors, with the a28-day strength as the response factor. Samples were maintained under 70% humidity at 23°C in a humidity cabinet. Results indicated that with optimal factors of a silica modulus of 1.1, a water-to-solid ratio of 0.25, and a 15% additive percentage, an average compressive strength of 81.24 MPa can be achieved, exceeding that of conventional OPC paste. | ||
| کلیدواژهها [English] | ||
| Geopolymer Synthesis, Calcined Clay, Fine Clinker, Taguchi, Green Cement | ||
| مراجع | ||
|
[1] M. Zhang, Geopolymer, Next Generation Sustainable Cementitious Material − Synthesis, Characterization and Modeling, in, 2015. [2] C.A. Hendriks, E. Worrell, D. De Jager, K. Blok, P. Riemer, Emission reduction of greenhouse gases from the cement industry, in: Proceedings of the fourth international conference on greenhouse gas control technologies, IEA GHG R&D Programme Interlaken Austria, 1998, pp. 939-944. [3] P. Zhang, Y. Zheng, K. Wang, J. Zhang, A review on properties of fresh and hardened geopolymer mortar, Composites Part B: Engineering, 152 (2018) 79-95. [4] G. Huseien, J. Mirza, M. Ismail, Theory of geopolymer synthesis, Theory and Applications of Geopolymer in Civil Engineering Construction, (2016). [5] e.a. Sperham A., Introduction to synthesise method of Geopolymer concrete and corresponding properties, Journal of Iranian Ceramic Society, 16(4) (2021) 13-24.(In persian) [6] J. Davidovits, Geopolymers: inorganic polymeric new materials, Journal of Thermal Analysis and calorimetry, 37(8) (1991) 1633-1656. [7] J. Davidovits, Geopolymer chemistry and applications, Geopolymer Institute, 2008. [8] H. Alanazi, M. Yang, D. Zhang, Z.J. Gao, Bond strength of PCC pavement repairs using metakaolin-based geopolymer mortar, Cement and Concrete Composites, 65 (2016) 75-82. [9] H.M. Giasuddin, J.G. Sanjayan, P. Ranjith, Strength of geopolymer cured in saline water in ambient conditions, Fuel, 107 (2013) 34-39. [10] J.E. Oh, P.J. Monteiro, S.S. Jun, S. Choi, S.M. Clark, The evolution of strength and crystalline phases for alkali-activated ground blast furnace slag and fly ash-based geopolymers, Cement and Concrete Research, 40(2) (2010) 189-196. [11] J. Davidovits, Properties of geopolymer cements, in: First international conference on alkaline cements and concretes, 1994, pp. 131-149. [12] J. He, J. Zhang, Y. Yu, G. Zhang, The strength and microstructure of two geopolymers derived from metakaolin and red mud-fly ash admixture: A comparative study, Construction and building materials, 30 (2012) 80-91. [13] R. Snellings, G. Mertens, J. Elsen, Supplementary cementitious materials, Reviews in mineralogy and geochemistry, 74(1) (2012) 211-278. [14] A. Palomo, M.T. Blanco-Varela, M. Granizo, F. Puertas, T. Vazquez, M. Grutzeck, Chemical stability of cementitious materials based on metakaolin, Cement and Concrete research, 29(7) (1999) 997-1004. [15] E. Badogiannis, G. Kakali, S. Tsivilis, Metakaolin as supplementary cementitious material: optimization of kaolin to metakaolin conversion, Journal of thermal analysis and calorimetry, 81(2) (2005) 457-462. [16] J. Rocha, J.M. Adams, J. Klinowski, The rehydration of metakaolinite to kaolinite: evidence from solid-state NMR and cognate techniques, Journal of Solid State Chemistry, 89(2) (1990) 260-274. [17] J. Davidovits, Synthetic mineral polymer compound of the silicoaluminates family and preparation process, in, Google Patents, 1984. [18] Y.-M. Liew, C.-Y. Heah, H. Kamarudin, Structure and properties of clay-based geopolymer cements: A review, Progress in Materials Science, 83 (2016) 595-629. [19] Z. Yunsheng, S. Wei, L. Zongjin, Composition design and microstructural characterization of calcined kaolin-based geopolymer cement, Applied Clay Science, 47(3-4) (2010) 271-275. [20] M. Lahoti, P. Narang, K.H. Tan, E.-H. Yang, Mix design factors and strength prediction of metakaolin-based geopolymer, Ceramics international, 43(14) (2017) 11433-11441. [21] D. Perera, O. Uchida, E. Vance, K. Finnie, Influence of curing schedule on the integrity of geopolymers, Journal of materials science, 42 (2007) 3099-3106. [22] D. Khale, R. Chaudhary, Mechanism of geopolymerization and factors influencing its development: a review, Journal of materials science, 42(3) (2007) 729-746. [23] R. Cioffi, L. Maffucci, L. Santoro, Optimization of geopolymer synthesis by calcination and polycondensation of a kaolinitic residue, Resources, conservation and recycling, 40(1) (2003) 27-38. [24] R. Fernandez, F. Martirena, K.L. Scrivener, The origin of the pozzolanic activity of calcined clay minerals: A comparison between kaolinite, illite and montmorillonite, Cement and concrete research, 41(1) (2011) 113-122. [25] P. Timakul, K. Thanaphatwetphisit, P. Aungkavattana, Effect of silica to alumina ratio on the compressive strength of class C fly ash-based geopolymers, Key engineering materials, 659 (2015) 80-84. [26] T. Phoo-ngernkham, P. Chindaprasirt, V. Sata, S. Pangdaeng, T. Sinsiri, Properties of high calcium fly ash geopolymer pastes with Portland cement as an additive, International Journal of Minerals, Metallurgy, and Materials, 20 (2013) 214-220. [27] Y. Wang, X. Liu, W. Zhang, Z. Li, Y. Zhang, Y. Li, Y. Ren, Effects of Si/Al ratio on the efflorescence and properties of fly ash based geopolymer, Journal of Cleaner Production, 244 (2020) 118852. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 936 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 421 |
||