توصيفگر ها :
روسازي بتن غلتكي , سرباره ي كورهي كنورتور , مقاومتهاي مكانيكي , جذب آب , سيكلهاي يخ و ذوب
چكيده فارسي :
روسازيهاي بتن غلتكي زير مجموعهي روسازيهاي صلب قرار ميگيرند. از مهمترين ويژگيهاي اين روسازي ميتوان به مقاومت بالا در سنين پايين، سرعت اجراي زياد و هزينهي ساخت كم اشاره كرد. در اين تحقيق از سربارههاي كوره كنورتور كارخانهي ذوبآهن اصفهان براي افزايش مقاومت روسازي بتن غلتكي استفاده شده است. علاوه بر اين، از آنجاكه ساليانه حدود 400 تن از اين نوع سرباره در كارخانهي ذوبآهن اصفهان توليد و دپو ميشود، علاوه بر استفادهي صحيح آن در اين نوع سازهها كه براي محققين ميتواند عملكرد سازهاي داشته باشد، براي محيطزيست فوايد زيادي جهت استفاده از اين ميزان سرباره در بتن روسازي غلتكي به همراه دارد و در صنعت از آن ميشود استفاده نمود. نمونههاي مورد نظر در اين تحقيق بر اساس روش مبتني بر ديدگاه خاكي ساخته شده و مورد آزمايش قرار گرفتند. در اين تحقيق از چهار طرح مخلوط حاوي شن و ماسهي طبيعي و شن و ماسهي سربارهي كورهي كنورتور براي بررسي و مقايسهي اين نوع سرباره در بتن غلتكي مورد استفاده قرار گرفته كه در طرح مخلوطهاي مدنظر در اين پژوهش از سيمان پرتلند تيپ 2 اردستان با جايگزيني 15% و استفاده از 4% فيلر براي طرح مخلوطهاي حاوي ماسهي طبيعي و استفاده از 5% جايگزيني سيمان براي طرح مخلوطهاي حاوي ماسهي سرباره استفاده شده است.
در اين پژوهش براي آزمايشهاي فشاري، جذب آب و سيكلهاي يخ و ذوب از نمونههاي مكعبي 10*10*10 سانتيمتر و براي آزمايش كششي از نمونههاي استوانهاي با قطر 20 سانتيمتر استفاده شده است. آزمايش مقاومت فشاري در سنين 7 ، 28و 90 روز، آزمايش كششي در سن 28 روز، آزمايش جذب آب در سن 28 روز و آزمايش دوام نمونهها در برابر سيكل ذوب و انجماد در 200 و 350 سيكل انجام شد.
نتايج نشان ميدهد كه جايگزيني شن سرباره با شن طبيعي و در حضور پودر سرباره در سنين 7، 28 و 90 روز بيشترين مقاومت فشاري بهدست ميآيد كه 17٪ در سن 7 روزه و بيشاز 30 ٪ در سنين 28 و 90 روزه افزايش مقاومت فشاري نسبت به بتن غلتكي معمولي مشاهده ميشود. بيشترين مقاومت كششي 28 روزه مربوط به طرح شنسرباره و ماسهي طبيعي همراه 4 درصد جايگزيني پودر سرباره با مقدار 63/4 مگاپاسكال بوده است، اما بيشترين درصد افزايش مربوط به طرح شنطبيعي و ماسهي طبيعي همراه 4 درصد پودرسرباره است كه حدود 7/16% افزايش مقاومت داشته است. مقاومت كششي 28 روزهي نمونهها نشان داد كه افزودن 4٪ پودر سرباره بهطور كلي موجب بهبود خواص كششي بتن شده است. مقاومت فشاري نمونهها پس از 200 و 350 سيكل ذوب و انجماد نشان داد كه افزودن 4٪ پودر سرباره بهطور محسوسي باعث افزايش دوام بتن در برابر سيكلهاي يخبندان شده است. بيشترين مقاومت در هر دو مرحله متعلق به طرح شنسرباره و ماسهي طبيعي همراه 4 درصد پودر سرباره با 43/55 مگاپاسكال در200 سيكل و 78/57 مگاپاسكال در 350 سيكل بوده است. استفاده از سنگدانههاي سربارهاي در تركيب با هم (گروه شن سرباره و ماسه سرباره) باعث افزايش جذب آب و كاهش تراكم بتن شده است. با اين حال، افزودن پودر سرباره توانسته است تا حدودي اين اثر منفي را بهويژه در طرحهاي شنسرباره و ماسهي طبيعي و شنسرباره و ماسهي سرباره، كاهش دهد.
چكيده انگليسي :
Roller-compacted concrete (RCC) pavements are a subset of rigid pavements. The most significant characteristics of RCC pavements include high early curing ages strength, rapid construction, and low production cost. In this study, basic oxygen furnace (BOF) slag from the Esfahan Steel Company was utilized to improve the strength of RCC pavements. Given that approximately 400 tons of this slag are produced and stockpiled annually at Esfahan Steel Company, its proper application in such structures can not only provide structural performance benefits, but also offer significant environmental advantages by reducing slag waste and enabling its industrial reuse. The specimens in this research were designed and tested based on a soil-based approach. Four mix designs containing natural sand and gravel, as well as BOF slag sand and gravel, were prepared to evaluate and compare the performance of this slag in RCC. For the mixes containing natural sand, Type II Portland cement from Ardestan was partially replaced at 15% by slag, along with 4% filler, whereas for the mixes containing slag sand, a 5% cement replacement was applied. Compressive strength, water absorption, and freeze thaw resistance tests were conducted on 100×100×100 mm cubic specimens, and splitting tensile tests were performed on cylindrical specimens with a diameter of 200 mm. Compressive strength tests were carried out at ages of 7, 28, and 90 days; tensile strength and water absorption tests at 28 days; and durability assessment under 200 and 350 freeze thaw cycles.
The results indicated that replacing natural coarse aggregate with slag aggregate and incorporating slag powder significantly improved compressive strength, with increases of 17% at 7 days and over 30% at 28 and 90 days compared to conventional RCC. The highest 28-day tensile strength (4.63 MPa) was observed for the mix containing slag gravel, natural sand, and 4% slag powder, while the greatest percentage increase (+16.7%) occurred in the mix with natural aggregates and 4% slag powder. Overall, slag powder improved tensile properties across all mixes. . Freeze thaw resistance tests showed that 4% slag powder notably enhanced durability, with the highest strength recorded for the slag gravel natural sand mix (56.1 MPa after 200 cycles and 57.78 MPa after 350 cycles). However, using slag aggregates especially in combinations led to higher water absorption and lower density, though these effects were partially mitigated by slag powder addition.
