Skip to main content
SUPERVISOR
Kiachehr Behfarnia,Sayed farhad Mousavi,Jahangir Abedi-Koupai
کیاچهر بهفرنیا (استاد مشاور) سیدفرهاد موسوی (استاد راهنما) جهانگیر عابدی کوپائی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mohammad Karimi
محمد کریمی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1389

TITLE

The Effects of Nano Particles of Pine Cone Ash on Characteristics of Concrete in Hydraulic Structures
Concrete is one of the common materials in hydraulic structures. On the other hand, due to growing environmental concerns and the need to conserve energy and resources, efforts have been made to use agricultural by-products as a supplementary cementing material. The application of agricultural wastes such as rice husk ash in concrete has been reported for many years. One of the agricultural wastes is pine cones. A large amount of pine cones around the pine trees are available each year. In most cases they are burned which may possess adverse environmental impacts. In this study, Pine Cone Ash (PCA) was prepared after 4 hours burning at a temperature between 550 to 600°C in a furnace. Cements in concrete samples were partly replaced by PCA in levels of 10, 20 and 30 % (mass). One of the important qualitative factors of concrete is its resistance against bad weather conditions and destructive alkaline and acidic environments. Substitution of waste materials will conserve diminishing resources, and will avoid the environmental and ecological damages caused by quarrying and exploitation of the raw materials for making cement. To some extent, it will help to solve the problem otherwise encountered in disposing of the wastes. Partial replacement of clinker or portland cement by slag, fly ash, silica fume, pozzolans and natural rock minerals illustrates these aspects. These sort of materials require little or no processing expenses. In recent years, nanotechnology has improved the characteristics of different materials. The single factor in emerging nanotechnology is high of nano materials area to volume. Increased area to volume ratio result in higher effect of atoms located in surface of particles than those within volume. This feature, increases nano particles reactions more intensely. In this research, the use of pine cone ash (PCA) and its nano particles, as cementation material, have investigated. Also the mechanical properties such as compressive strength, tensile strength and durability in water and in water containing magnesium sulfate have been measured. The cement were replaced with PCA and NPCA containing about 5% of nono paticles (NPCA) in levels of 10, 20 and 30 percent of weighted mass. Optimum percent of was 20%. The highest compressive strength, tensile strength and durability against magnesium sulfate are obtained in this percent. At the age of 180 days, samples contained 20% PCA and NPCA increased their compressive strength about 118.8 and 139.51 percent, respectively. At the age of 180 days, sample contained 20% PCA and NPCA increased their tensile strength about 142.1 and 127.18 percent, respectively. At the age of 180 days sample with 20% PCA and NPCA increased compressive strength 127.8 and 162.37 percent, respectively in magnesium sulfate medium. The weight loss of control samples in magnesium sulfate were 1.35 times more than samples contained 20% PCA and NPCA. Destruction of surface of NPCA samples in magnesium sulfate were less than the control samples. In respect to obtained results from present research, pine cone ash and its nano particles can be considered as an appropriate method to effective exclusion of this agriculture additive in concrete industry. In general, pine cone ash showed potentially as an appropriate method to utilize in concrete industry.
یکی از پوشش های معمول سازه های آبی و هیدرولیکی، پوشش بتنی است. مزایایی از قبیل عمر متوسط زیاد، هزینه نگهداری کم و عدم رشد گیاهان در اطراف و داخل آن باعث شده است که این نوع پوشش از بهترین نوع پوشش ها قلمداد شود. یکی از فاکتورهای مهم کیفی مصالح بتن، مقاومت و پایداری آنها در شرایط جوی سخت و محیط های مخرب اسیدی و قلیایی می باشد. در چند سال اخیر، فناوری نوظهور نانو، امیدهای بسیاری برای بهبود خواص مواد مختلف در جهان پدید آورده است. آنچه باعث ظهور نانو تکنولوژی شده، نسبت سطح به حجم بالای نانو مواد می باشد. افزایش نسبت سطح به حجم نانو ذرات باعث می شود که اتم های واقع در سطح، اثر بسیار بیشتری نسبت به اتم hyhy;های درون حجم ذرات، بر خواص فیزیکی ذرات داشته باشند. این ویژگی، واکنش پذیری نانو ذرات را به شدت افزایش می دهد. در این تحقیق به بررسی استفاده از خاکستر و نانو ذرات خاکستر مخروط کاج به عنوان سمنته کننده و پوزولان در بتن سازه hyhyhyhyhyhy;های آبی پرداخته می شود و برخی خصوصیات مکانیکی مانند مقاومت فشاری، مقاومت کششی و دوام در محیط آب معمولی و آب حاوی سولفات منیزیم، بتن حاوی خاکستر و نانو ذرات خاکستر مخروط کاج مورد مطالعه قرار می hyhy;گیرد. در این پژوهش، خاکستر و نانو ذرات خاکستر مخروط کاج به میزان 10، 20 و 30 درصد وزنی جایگزین سیمان شدند. نتایج نشان داد که میزان بهینه نانو ذرات خاکستر و خاکستر مخروط کاج، 20 درصد می باشد. در این درصد، بالاترین مقاومت فشاری، مقاومت کششی و دوام در برابر حمله سولفات به دست آمد. در سن 180 روز، نمونه حاوی 20 درصد خاکستر، 8/118 درصد و نمونه شامل 20 درصد خاکستر حاوی نانو ذرات، 51/139 درصد افزایش مقاومت فشاری پیدا کردند. در سن 180 روز، نمونه حاوی 20 درصد خاکستر، 93/121 درصد و نمونه شامل 20 درصد خاکستر حاوی نانو ذرات، 1/142 hy;درصد افزایش مقاومت کششی پیدا کردند. در سن 180 روز، نمونه حاوی 20 درصد خاکستر، 18/127 درصد و نمونه شامل 20 درصد خاکستر حاوی نانو ذرات، 37/162 درصد افزایش مقاومت فشاری در محیط سولفات منیزیم پیدا کردند. کاهش وزن نمونه کنترل در محیط سولفات منیزیم، 35/1 برابر نمونه حاوی 20 درصد خاکستر و 2 برابر نمونه شامل 20 درصد خاکستر حاوی نانو ذرات می باشد. تخریب ظاهری نمونه ها در محیط سولفات منیزیم به میزان کم مشاهده گردید و کمترین تورم و آسیب را نمونه های شامل خاکستر حاوی نانو ذرات پیدا کردند. با توجه به نتایج به دست آمده از این تحقیق، می توان از خاکستر و نانو ذرات خاکستر مخروط کاج به عنوان یک روش مناسب برای دفع مؤثر این زائده کشاورزی در صنعت بتن استفاده نمود، که علاوه بر افزایش مقاومت و دوام بتن، باعث کاهش مصرف انرژی و اثرات زیست محیطی تولید سیمان می گردد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی