شماره مدرك :
17452
شماره راهنما :
15276
پديد آورنده :
علي بيگي، عليرضا
عنوان :

بررسي خصوصيات مكانيكي و دوام روسازي بتن ي قليافعال سرباره اي تك جزئي حاوي سنگ دانه هاي بازيافتي آسفالت

مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
سازه
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع :
1400
صفحه شمار :
[شانزده]، 104ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
كياچهر بهفرنيا
استاد مشاور :
مهدي ابطحي
توصيفگر ها :
بتن قليافعال سرباره اي تك جزئي , سنگ دانه بازيافتي آسفالت , روسازي بتني , تاگوچي
استاد داور :
مريم داعي، محمدرضا افتخار
تاريخ ورود اطلاعات :
1401/01/30
كتابنامه :
كتابنامه
رشته تحصيلي :
مهندسي عمران
دانشكده :
مهندسي عمران
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1401/01/31
كد ايرانداك :
2824337
چكيده فارسي :
بتن دومين ماده پرمصرف جهان پس از آب است. يكي از زمينههاي مهم مصرف بتن، روسازي ميباشد كه براي ساخت بزرگراهها، فرودگاهها، جادهها، محوطههاي صنعتي و انواع ديگر كفسازيها به كار ميرود. به دليل عمر بيشتر و هزينهي تعمير و نگهداري كمتر روسازيهاي بتني، اين نوع روسازي موردتوجه مهندسين در جوامع مختلف قرارگرفته است. سيمان پرتلند معمولي بهعنوان مادهي اصلي چسباننده در بتن استفاده ميشود كه توليد آن مشكلات زيستمحيطي بسيار زيادي به وجود آورده است. صنعت توليد سيمان باعث از بين رفتن جدي معادن طبيعي از طريق استخراج مواد اوليه شده است. همچنين توليد سيمان موجب انتشار 5 درصد از گازهاي گلخانهاي و مصرف بيش از 10 درصد كل انرژي مصرفي جهان ميشود. همچنين تحقيقات نشان داده است كه توليد 1 تن سيمان، توليد تقريباً 1 تن گاز كرب ندياكسيد را به همراه دارد. سنگدانه يكي از اجزاي اصلي تشكيلدهندهي بتن ميباشد كه حدود 75 درصد حجم بتن را تشكيل ميدهد. كمبود سنگدانه طبيعي، هزينههاي بسيار توليد و تخريب منابع زيستمحيطي جهت توليد آن، يكي ديگر از مشكلات جوامع انساني ميباشد. ازاينرو در تحقيق حاضر در راستاي توجه به رويكردهاي توسعه پايدار، كاهش مصرف انرژي و توليد كمتر گاز كربندياكسيد و حفظ محيطزيست، از پسماندها و مواد بازيافتي بهجاي منابع تجديدناپذير استفاده شده است. در اين تحقيق چسباننده قليافعال سربارهاي تكجزئي بهجاي سيمان پرتلند، همچنين سنگدانه بازيافتي آسفالت بهجاي سنگدانهي طبيعي، مورداستفاده قرارگرفته است. به عبارتي نوعي بتن سبز توليد و مورد بررسي قرار گرفته است. در ابتداي اين تحقيق به دليل تعدد پارامترهاي تأثيرگذار همچنين صرفهجويي در زمان، مصرف مصالح، هزينههاي اقتصادي و مهمترين موضوع كه دستيابي به طرح اختلاط بهينه بر اساس بيشترين مقاومت فشاري بوده است، از روش طرح آزمايشگاهي تاگوچي استفاده شده است. با توجه به طرح اختلاط بهينهي حاصل از روش تاگوچي، عيار 400 كيلوگرم بر مترمكعب، جايگزيني 25 درصد درشتدانه بازيافتي آسفالت، نسبت آب به چسباننده 49 / 0 و نسبت متاسيليكات سديم به سرباره 18 / 0 براي طرح اختلاط بهينه در نظر گرفته شد. در اين پژوهش با در نظر گرفتن طرح اختلاط بهينهي بتن قليافعال، طرح اختلاط شاهد بتن قليافعال و طرح اختلاط شاهد بتن سيماني، بر روي نمونههاي ساخت هشده آزمايشهاي مقاومت فشاري، مقاومت كششي، مقاومت خمشي، اسلامپ، جرم مخصوص بتن تازه، تعيين زمان گيرش، چرخه يخ و ذوب، مقاومت سايشي، جذب آب، نفوذناپذيري، كربناسيون، تعيين ميزان هدايت حرارتي، پراش پرتو ايكس ) XRD ( و تصويربرداري با ميكروسكوپ الكتروني ) SEM ( انجام شده و نتايج آنها موردبررسي قرارگرفته است. بر اساس نتايج بهدستآمده، جايگزيني 25 درصدي سنگدانهي بازيافتي آسفالت موجب كاهش برخي خصوصيات مكانيكي و دوام بتن ازجمله مقاومت فشاري، مقاومت خمشي، مقاومت كششي، مقاومت سايشي، مقاومت در برابر سيكلهاي يخ و ذوب و افزايش هدايت حرارتي بتن شده است. اما جايگزيني سنگدانه بازيافتي آسفالت عمق نفوذ گاز 2CO در آزمايش كربناسيون همچنين ميزان جذب آب و نفوذپذيري بتن را بهبود بخشيده است. استفاده همزمان از چسباننده قليافعال سربارهاي تكجزئي بهجاي چسبانندهي سيماني و جايگزيني 25 درصد سنگدانه بازيافتي آسفالت با سنگدانهي طبيعي در بتن روسازي، موجب كاهش انتشار گاز 2CO به ميزان 42 درصد، همچنين كاهش 29 درصدي انرژي مصرفي نسبت به بتن ساختهشده با سيمان پرتلند معمولي شده است.
چكيده انگليسي :
Concrete is the second most widely used material in the world after water. One of the most important areas of concrete consumption is pavement, which is used to construct highways, airports, roads, industrial areas, and other types of flooring. Due to the longer life and lower maintenance costs of concrete pavements, engineers in different communities have considered this type of pavement. Ordinary Portland cement is used as the main binder in concrete, which has caused many environmental problems. The cement industry has seriously destroyed natural mines by extracting raw materials emitting 5% of greenhouse gases and consuming more than 10% of the world's total energy consumption. Research has also shown that 1 ton of cement production produces approximately 1 ton of carbon dioxide. Aggregate is one of the main components of concrete, which makes up about 75% of the volume of concrete. Lack of natural aggregates, high production costs, and environmental resource degradation are other problems of human societies. Therefore, in the present study, to pay attention to eco-design approaches, reduce energy consumption, produce less carbon dioxide and preserve the environment, waste and recycled materials have been used instead of non-renewable sources. In this study, one-part alkali-activated slag binder was used instead of Portland cement, and recycled asphalt aggregates were used instead of natural aggregates. In other words, a kind of green concrete has been produced and studied. At the beginning of this research, the Taguchi laboratory design method was used due to the diversity of effective parameters, time savings, material consumption, and economic costs. The most important issue was achieving the optimum mixing design based on maximum compressive strength. According to the optimum mixing design obtained by the Taguchi method, binder 400 kg / m3, replacement of 25% recycled asphalt aggregate, water to binder ratio of 0.49, and sodium metasilicate to slag ratio of 0.18 were considered for the optimal mixing design. In this research, considering the optimum mixing design of alkali-activated concrete, the control mixing design of alkali-activated concrete, and the control mixing design of cement concrete, on the fabricated samples of compressive strength, tensile strength, flexural strength, slump, the specific mass of fresh concrete, setting time, freeze and thaw cycle, abrasion resistance, water absorption, impermeability, carbonation, thermal conductivity determination, X-ray diffraction (XRD) and electron microscopy (SEM) imaging have been performed and their results have been studied. Based on the obtained results, 25% replacement of recycled asphalt aggregate has reduced some mechanical properties and durability of concrete, including compressive strength, flexural strength, tensile strength, abrasion resistance, resistance to freeze and thaw cycles, and increased thermal conductivity of concrete. However, the replacement of recycled asphalt aggregate has improved the CO2 penetration depth in the carbonation test and the water absorption and permeability of the concrete. Simultaneous use of one-part alkali-activated slag binder instead of cement binder and replacement of 25% recycled asphalt aggregate with natural aggregate in pavement concrete has reduced CO2 emissions by 42% and reduced energy consumption by 29% compared to ordinary Portland cement concrete.
استاد راهنما :
كياچهر بهفرنيا
استاد مشاور :
مهدي ابطحي
استاد داور :
مريم داعي، محمدرضا افتخار
لينک به اين مدرک :

بازگشت