Skip to main content
SUPERVISOR
Morteza Madhkhan
مرتضی مدح خوان (استاد راهنما)
 
STUDENT
Arash Aghaeipour
آرش آقائی پور

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی عمران
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1392

TITLE

Effect of ground granulated blast furnace slag on the mechanical properties and durability of roller compact concrete in pavement
Due to the advantages of RCC, the concrete has been widely used in construction of concrete road pavement. The most important properties of this type of concrete can be cited to early age high-strength, high-speed performance and being economic. The use of cement as adhesive materials in RCC pavements and the growing need for cement production, according to the environmental impact of this material, including about 7 percent CO2 release in the atmosphere, considerable amount of energy consumption such as electricity and fossil fuel are inevitable and offer alternative products to the pursuit of sustainable development, is essential. One solution is replacing a percentage of cement with waste materials produced by plants. In this study, the effects of blast furnace slag powder (produced by Esfahan’s Mobarakeh Steel Company) on the mechanical properties, permeability, durability under cycles of freezing and thawing and water absorption were studied. Samples in this study were made based on the soil method and compaction was made by kongo hammer. The experiments were conducted in two phases. In the first phase with the two values of cement (12 and 15 percent by weight of dry aggregates), four amounts of slag (including 0, 20, 40 and 60 percent by weight of cementitious materials have been replaced with slag) and five moisture contents of (4, 4.75, 5.5, 6.25 and 7 percent by weight of aggregates and cementitious materials) to determine the optimum moisture content required for the original mixing designs referred to this research were allocated. At this phase of the experiments, the number of 120 cubic 150×150×150 mm were made and evaluated. Then, using the optimum moisture content, two values of cementitious materials and 4 values of slag, the original samples were made. In the second phase of experiments, the compressive strength samples were made with different moisture. The behavior of the original samples made with optimum moisture content obtained in the first stage was considered. The samples include compressive samples in both age 28 and 90 days (48 specimens of cubic 150×150×150 mm) and flexural specimens (48 specimens of 350×100×100 mm) and brezilian tensile speciment (48 specimens of 300×150 mm) and permeability (48 specimens of 120×200×200 mm), as well as for 150 and 300 cycles of freezing and thawing (24 specimens of 150×150×150 mm and 24 specimens of 350×100×100 mm) and For water absorption of 28 days (24 cubic samples of 150×150×150 mm). According to the obtained results, by increasing slag percentage, the amount of moisture which is needed to achieve maximum density increase. Highest mechanical strength obtained in the samples containing 40% slag, which in all resistance samples were equal or greater than the samples without slag. In general, by increasing slag content, water absorption decreases which is enhanced by increase of cement from 12 to 15 percent. Permeability in the mixe designs containing 20 and 40 percent slag is reduced and in mixe designs containing 60% slag is increased. Also increasing cementitious material from 12 to 15 percent, reduces permeability. The most damaging effect of the concrete from 150 and 300 cycles freezing-thawing, with 40 percent of slag was observed in mixe designs containing 40% slag and ones containing 60% slag, decreasing resistance under freeze and thaw was improved. Key words: RCC pavements, blast furnace slag powder, mechanical properties, durability, permeability, water absorption.
با توجه به مزایای بتن غلتکی، این بتن به طور گسترده در اجرای روسازی جاده های بتنی مورد استفاده قرار می گیرد. از مهم ترین ویژگی های این بتن می توان به کسب مقاومت بالا در سنین پایین، سرعت اجرای زیاد و اقتصادی بودن اشاره کرد. استفاده از سیمان به عنوان مصالح چسبنده در بتن غلتکی روسازی و نیاز روزافزون به تولید سیمان، با توجه به اثرات مخرب زیست محیطی این ماده، ازجمله سهم حدود 7 درصدی انتشار گاز CO 2 در جو، مصرف قابل ملاحظه‌ی انرژی از قبیل برق و سوخت فسیلی، امری اجتناب ناپذیر بوده و ارائه ی محصولات جایگزین جهت حرکت در مسیر توسعه‌ی پایدار، اصلی ضروری به شمار می‌آید. یکی از راه‌کارها، جایگزینی درصدی از سیمان با مواد تولید شده از پسماند کارخانجات می باشد. در این تحقیق، تاثیر سرباره ی کوره ی بلند آسیاب شده (تولید کارخانه ذوب آهن اصفهان) بر روی خواص مکانیکی، نفوذپذیری، دوام در برابر سیکل ذوب و انجماد و جذب آب مورد بررسی قرار گرفت. نمونه های مورد نظر در این تحقیق بر اساس روش مبتنی بر دیدگاه خاکی ساخته شده و جهت تراکم از چکش ارتعاشی کنگو استفاده گردید. آزمایش های مذکور در دو مرحله انجام گرفتند. درمرحله اول با استفاده از 2 مقدار مواد سیمانی (12 و 15 درصد وزن سنگدانه های خشک)، 4 مقدار سرباره (شامل 0، 20، 40 و60 درصد وزنی مواد سیمانی جایگزین شده با سرباره) و 5 مقدار رطوبت مختلف (شامل 4، 75/4، 5/5، 25/6 و 7 درصد وزن سنگدانه و مواد سیمانی) به تعیین میزان رطوبت بهینه مورد نیاز برای طرح های اختلاط اصلی اشاره شده در این تحقیق اختصاص یافت. در این مرحله از آزمایش ها، تعداد 120 نمونه مکعبی 150×150×150 میلیمتری ساخته شده و مورد بررسی قرار گرفت. سپس با استفاده از رطوبت بهینه بدست آمده، دو مقدار مواد سیمانی و 4 مقدار سرباره، نمونه های اصلی ساخته شد. در آزمایش های مرحله ی دوم، ابتدا مقاومت فشاری نمونه های ساخته شده با رطوبت های مختلف بررسی شد. سپس رفتار نمونه های اصلی ساخته شده با رطوبت بهینه ی بدست آمده در مرحله ی اول مورد ارزیابی قرار گرفت. نمونه های مذکور شامل نمونه های فشاری در دو سن 28 و 90 روزه ( تعداد 48 نمونه ی مکعبی 150×150×150 میلیمتری) و خمشی ( تعداد 48 نمونه ی منشوری 350×100×100 میلیمتری) و کششی برزیلی (48 نمونه ی استوانه ای 300×150 میلیمتری) و نفوذ پذیری (48 نمونه ی 120×200×200 میلیمتری) و همچنین دوام در برابر 150 و 300 سیکل ذوب و انجماد (24 نمونه ی مکعبی 150×150×150 میلیمتری و 24 نمونه منشوری 350×100×100 میلیمتری) و نیز جذب آب 28 روزه (24 نمونه مکعبی150×150×150 میلیمتری) می باشند. بر اساس نتایج، با افزایش درصد سرباره، رطوبت لازم برای رسیدن به تراکم حداکثر افزایش می یابد. بیشترین مقاومت های مکانیکی بدست آمده در طرح های حاوی 40 درصد سرباره، که در تمامی نمونه ها مقاومتی برابر یا بیشتر نسبت به طرح های بدون سرباره داشت، مشاهده شد. به طور کلی با افزایش سرباره، جذب آب کاهش می یابد که این کاهش با افزایش مواد سیمانی از 12 به 15 درصد افزایش می یابد. نفوذ پذیری در طرح های اختلاط حاوی 20 و 40 درصد سرباره کاهش و در طرح های اختلاط حاوی 60 درصد سرباره افزایش می یابد. همچنین افزایش مواد سیمانی از 12 به 15 درصد، نفوذ پذیری را کاهش می دهد. بیشترین اثر تخریبی در بتن ناشی از 150 و 300 سیکل ذوب و انجماد در طرح های اختلاط با 40 درصد سرباره مشاهده شد و در طرح های اختلاط حاوی 60 درصد سرباره مقاومت در برابر ذوب و انجماد تا حدودی بهبود می یابد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی