شماره مدرك :
17364
شماره راهنما :
15199
پديد آورنده :
عشقي، محمد
عنوان :

كاربرد بتن قليا فعال سرباره اي تك جزئي حاوي لاستيك تاير و سنگدانه بازيافتي آسفالتي در روسازي

مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
سازه
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع :
1400
صفحه شمار :
پانزده، 137ص. : مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
كياچهر بهفرنيا
استاد مشاور :
مهدي ابطحي
توصيفگر ها :
بتن قليافعال سرباره اي تك جزئي , روسازي بتني , سنگدانه ي بازيافتي آسفالتي , خرده لاستيك , روش تاگوچي , ارزيابي زيست محيطي
استاد داور :
محمد رضا افتخار، مهرداد محمد حجازي
تاريخ ورود اطلاعات :
1400/12/17
كتابنامه :
كتابنامه
رشته تحصيلي :
عمران
دانشكده :
مهندسي عمران
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1400/12/21
كد ايرانداك :
2815658
چكيده فارسي :
گسترش استفاده و ساخت روسازي بتني به دليل داشتن مزايايي نسبت به روسازي آسفالتي منجر به مصرف بيش از پيش سيمان پرتلند معمولي و سنگدانههاي طبيعي براي توليد بتن گرديده است. قابليت تحمل ترافيك سنگين، كمتر بودن هزينههاي تعمير و نگهداري و بيشتر بودن عمر مفيد روسازي بتني نسبت به آسفالتي برخي از اين مزايا ميباشد. توليد بيشتر سيمان منجر به آلودگي زيست محيطي فراوان همچون انتشار حجم كثيري از گاز CO2به اتمسفر، افزايش گرمايش زمين و مصرف قابل ملاحظهي انرژي شده است. همچنين استخراج بيرويهي شن و ماسه براي مصرف در بتن به عنوان اجزاي اصلي در آن موجب از دست رفتن منابع تجديد ناپذير، نابودي زيست بومهاي طبيعي و بالاتر رفتن هزينههاي اقتصادي براي تأمين سنگدانههاي با كيفيت بالا شده است. بنابراين، توليد بتني سبز و سازگار با محيط زيست همراه با سنگدانههاي بازيافتي به عنوان يكي از راهكارها جهت پيشبرد جوامع بشري در مسير توسعهي پايدار مطرح ميباشد. در همين راستا كوشش شده است تا در پژوهش حاضر امكان استفاده از چسبانندهي قليافعال متشكل از سرباره و فعال كنندهي قليايي به جاي سيمان، درشتدانهي بازيافتي آسفالتي و خرده لاستيك به ترتيب جايگزين درشتدانه و ريزدانهي معمولي در بتن روسازي بتني بررسي شود. اين نوع بتن با نام بتن قليافعال سربارهاي تك جزئي حاوي دو نوع سنگدانهي بازيافتي از سرباره، پودر متاسيليكات سديم 5 آبه، آب، درشتدانهي بازيافتي آسفالتي، خرده لاستيك و سنگدانهي معمولي توليد شده است. پارامترهاي تأثير گذار در اين پژوهش عبارتند از نسبت متاسيليكات سديم به سرباره، عيار چسباننده، جايگزيني درشتدانهي آسفالتي به مقدار 75 ،50 ،25و 100درصد و خرده لاستيك به مقدار 15 ،10 ،5و 20درصد حجمي به ترتيب با درشتدانه و ريزدانهي معمولي. به دليل تعدد پارامتر هاي ذكر شده، صرفه جويي در هزينههاي اقتصادي، زماني و مصرف مقدار مصالح، جهت دستيابي به طرح اختلاط بهينه براساس بيشترين مقاومت فشاري از روش بسيار كارآمد طرح آزمايشگاهي تاگوچي استفاده شده است. با توجه به نتيجهي به دست آمده از روش تاگوچي، درصدهاي 25و 5به ترتيب براي درشتدانهي آسفالتي و خرده لاستيك به عنوان بهترين درصدهاي جايگزيني در طرح اختلاط بهينه حاصل شد. سپس آزمايشهاي مقاومت فشاري در سنين 28 ،7و 90روزه، مقاومت كششي و خمشي براي بررسي مشخصات مكانيكي بتن و آزمايشهاي كربناسيون، سيكل يخ و ذوب و سايش جهت ارزيابي دوام بتن انجام شده است. به منظور شناخت بهتر ساختار ميكروسكوپي بتن قليافعال سربارهاي تحت نفوذ گاز CO2و سيكلهاي يخ وذوب تصويربرداري با ميكروسكوپ الكتروني ( )SEMو شناسايي فازهاي اصلي تشكيلدهندهي نمونهي بتني تحت نفوذ گاز CO2تست XRDصورت گرفته است. همچنين جهت ارزيابي اثرات مخرب زيست محيطي توليد بتن، ميزان انتشار گاز گلخانهاي CO2و انرژي مصرفي جهت ساخت بتن قليافعال سربارهاي تك جزئي ساخته شده با سنگدانهي آسفالتي و خرده لاستيك محاسبه گرديده و با بتن سيماني ساخته شده با سنگدانههاي ذكر شده در شرايط يكسان مقايسه گرديده است. براساس نتايج به دست آمده، در حالي كه جايگزيني 25و 5درصد درشتدانهي آسفالتي و خرده لاستيك منجر به افت مشخصات مكانيكي واندك افزايش عمق نفوذ گاز CO2در بتن گرديده اما دوام بتن را در مقابل سيكلهاي يخ و ذوب و سايش بهبود بخشيده است. همچنين ميزان انتشار گاز CO2و انرژي مصرفي ساخت بتن قليافعال سربارهاي در مقايسه با بتن سيماني به ترتيب %35و %41كاهش يافته است.
چكيده انگليسي :
Expanding the use and construction of concrete pavement due to its advantages over asphalt pavement has led to more consumption of ordinary Portland cement and natural aggregates for concrete production. The ability to withstand heavy traffic, lower maintenance costs and longer service life of concrete pavement to asphalt pavement are some of these advantages. Increased production of cement has led to widespread environmental pollution, such as the release of large volumes of CO2 into the atmosphere, and significant energy consumption. Also, extensive aggregates extraction for use in concrete causes loss of non-renewable resources, and higher economic costs for providing high quality aggregates. Therefore, the production of environmentally friendly concrete with recycled aggregates is considered as one of the ways to advance human societies on the path of sustainable development. In this regard, the present study has tried to investigate the possibility of using an alkali-activated binder instead of cement, recycled asphalt aggregate and crumb rubber, in concrete pavement. This type of concrete is called one-part alkali-activated slag concrete which consists of slag, pentahydrate sodium metasilicate, water, recycled asphalt aggregate, crumb rubber and natural aggregate. Due to the multiplicity of effective parameters such as the ratio of sodium metasilicate to slag, the amount of adhesive, replacement of 25, 50, 75 ,and 100 asphalt aggregates and 5, 10, 15 ,and 20% by volume with coarse aggregates and fine aggregates, respectively. Also, saving economic, time and material costs, in order to achieve the optimal mixing design based on the maximum compressive strength,the efficient method of Taguchi has been used. According to the result obtained from the Taguchi method, 25% ,and 5% were obtained for asphalt coarse aggregate and crumb rubber as the optimal replacement percentages in the optimal mixing design, respectively. Then, compressive strength tests at the ages of 7, 28 ,and 90 days, tensile and flexural strength, carbonation, freezethaw cycle and abrasion tests have been checked. In order to better understand the microscopic structure of one-part alkali-activated slag concrete under the influence of CO2 gas and freeze-thaw cycles with (SEM) and to identify the main phases of the concrete sample under the influence of CO2 gas XRD test has been performed. Also, to eva‎luate the environmentally destructive effects, the amount of CO2 emissions and energy consumption for the production of one-part alkali-activated slag concrete, made with asphalt aggregate and crumb rubber was calculated and made with cement concrete with the mentioned aggregates have been compared under the same conditions. According to the results, while the replacement of 25% and 5% of coarse asphalt aggregate and crumb rubber has led to a decrease in mechanical properties and a slight increase in the depth of CO2 penetration in concrete, but the durability of concrete against freeze-thaw cycles and abrasion has improved. Also, the amount of CO2 emission and energy consumption of alkali-activated slag concrete has been reduced by 35% and 41%, respectively, compared to cement concrete.
استاد راهنما :
كياچهر بهفرنيا
استاد مشاور :
مهدي ابطحي
استاد داور :
محمد رضا افتخار، مهرداد محمد حجازي
لينک به اين مدرک :

بازگشت