Skip to main content
SUPERVISOR
Kiachehr Behfarnia,Abdolreza Kabiri
کیاچهر بهفرنیا (استاد راهنما) عبدالرضا کبیری سامانی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Majid Rostami Galehdar
مجید رستمی گله دار

FACULTY - DEPARTMENT

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

TITLE

Investigation of effective parameters on alkali activated slag concrete permeability
Concrete is one of the most important, widely used and low price building material with appropriate ductility in construction industry. Due to its vast application, growing need of cement production and its harmful environmental effects such as emission of 7% of in atmosphere and considerable consumption of energy, it is important to provide an alternative production in order to move through sustainable development. One strategy to produce a concrete which is more compatible with environment and has less adverse effects associated with the production of Portland cement is alkali active slag concrete construction. The importance of concrete application as the main material in hydraulic structures is unavoidable. Dams and the related hydraulic structures are known as long servicing life structures. Their maintenance costs are high, so their durability is an important issue. Chemical factors, including the factors that effective in concrete durability. Sulfates attack, acids, sea water and ion chloride that causes electrochemical corrosion of steel reinforcement are chemical destructive agents which that will lead to concrete destruction. Because the attacks are done in the concrete body, factors attacker must be able to penetrate into the concrete and the concrete should be permeable; therefore concrete permeability is important and it is considered as one of the most important factors in determining the concrete durability. In this research, effective parameters on alkali activated slag concrete permeability has been studied. Alkali-activated slag concrete is produced by activating Isfahan steel plant slag with alkaline solution containing sodium hydroxide, sodium silicate and its compound with ordinary aggregates. The effective factors on permeability which considered in producing this concrete are including: alkaline solution to slag ratio, different curing conditions, replacement of various amounts of micro-silica and nano-silica with slag and adding the polypropylene fiber. The effect of these factors has been studied by different tests containing slump, specific gravity, compressive strength tests at the age of 28 and 90 days, water absorption short term and final, water impermeability, rapid chloride penetration test (RCPT) at the age of 28 and 90 days and carbonation tests under two cycles of 14 and 28 days. Moreover, to clarify some issues, scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD) tests was performed. In order to comparing the above mentioned results, ordinary concrete (concrete with ordinary Portland cement with compressive strength at 28 days 43.6 MPa ) was used as the control design. Using the statistics principles and by using Minitab software, the best alkaline solution to slag ratio was chosen 0.45. Also test results showed that the curing in the water is best curing and between all affecting parameters, replacing microsilica has best and most influence on the permeability of alkali activated slag concrete; And the negative effect of nano-silica on the permeability tests are other important result of this thesis. Key Words: concrete, alkali activated, slag, permeability, processing, microsilica, nanosilica, fibers, polypropylene.
بتن به عنوان یکی از مهمترین و پرکاربردترین مصالح ساختمانی ارزان قیمت با شکل پذیری مناسب در صنعت ساختمان می‌باشد. با توجه به میزان مصرف بالای بتن و نیاز روزافزون به تولید سیمان، 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 محصولات جایگزین جهت حرکت در مسیر توسعه‌ی پایدار، اصلی ضروری به شمار می‌آید. یکی از راه‌کارها، تولید بتنی سازگار با محیط زیست و با کاهش اثرات مخرب مرتبط با تولید سیمان پرتلند، همچون بتن‌های قلیا فعال سرباره‌ای می‌باشد. اهمیت کاربرد بتن به عنوان اصلی‌ترین ماده در ساخت سازه‌های هیدرولیکی امری بدیهی به نظر می‌رسد. سدها و دیگر سازه‌های هیدرولیکی، سازه‌هایی با عمر بهره‌برداری طولانی هستند که به علت هزینه‌ی بالای تعمیرات، مسأله دوام در آن‌ها از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است؛ عوامل شیمیایی ازجمله عواملی است که در پایائی بتن نقش مؤثری دارد. حمله سولفات‌ها، اسیدها، آب دریا و همچنین کلرورها که خوردگی الکتروشیمیائی آرماتورهای فولادی را باعث می‌شود، از جمله عوامل مخرب شیمیائی می‌باشند که منجربه تخریب بتن خواهند شد. از آن‌جا که این حملات در داخل جسم بتن انجام می‌شود، عوامل مهاجم باید قادر به نفوذ به داخل بتن بوده و بتن نیز نفوذپذیر باشد؛ بنابراین نفوذپذیری بتن اهمیت خاصی دارد و به عنوان یکی از مهم‌ترین عوامل مؤثر در تعیین دوام بتن مطرح است. در این پایان‌نامه، به بررسی پارامترهای تأثیرگذار بر نفوذپذیری بتن قلیا فعال سرباره‌ای پرداخته شده است. بتن قلیا فعال سرباره‌ای از طریق فعال سازی سرباره‌ی کارخانه‌ی ذوب‌آهن اصفهان به کمک محلول قلیایی متشکل از هیدروکسید سدیم و سیلیکات سدیم و ترکیب با سنگدانه‌ی معمولی تولید شده است. با در نظر گرفتن پارامترهای مؤثر بر نفوذپذیری این نوع بتن شامل: نسبت محلول قلیایی به سرباره، نوع عمل‌آوری، جایگزین کردن مقادیر مختلف میکروسیلیس و نانوسیلیس با سرباره و افزودن الیاف پلی‌پروپیلن به بررسی آزمایشات اسلامپ، وزن مخصوص، مقاومت فشاری در دو سن 28 و 90 روز، درصد جذب آب کوتاه مدت و نهایی، نفوذناپذیری آب، نفوذ تسریع شده یون کلر (RCPT) در دو سن 28 و 90 روز و آزمایش کربناسیون تحت دو سیکل 14 و 28 روز پرداخته شده است. همچنین برای مشخص شدن برخی از مسائل، تصویربرداری با میکروسکوپ الکترونی (SEM) و تفرق اشعه ایکس (XRD) انجام گرفت. البته برای مقایسه نتایج آزمایشات بالا، از بتن معمولی (بتن با سیمان پرتلند معمولی با مقاومت فشاری 28 روزه MPa 6/43) به عنوان طرح کنترل استفاده شد. با استفاده از اصول علم آمار و با کمک از نرم‌افزار Minitab بهترین نسبت محلول قلیایی به سرباره 45/0 انتخاب شد. همچنین نتایج آزمایشات نشان داد که عمل‌آوری در آب بهترین نوع عمل‌آوری و از بین کلیه پارامترهای تأثیرگذار، جایگزینی میکروسیلیس بهترین و بیشترین تأثیر را بر نفوذپذیری بتن قلیا فعال سرباره‌ای دارد؛ و اثر منفی نانوسیلیس بر آزمایشات نفوذپذیری از دیگر نتایج مهم این پایان‌نامه می‌باشد. کلمات کلیدی: بتن، قلیا فعال، سرباره، نفوذپذیری، عمل‌آوری، میکروسیلیس، نانوسیلیس، الیاف، پلی‌پروپیلن.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی