توصيفگر ها :
بتن غلتكي روسازي , سرباره مس , خواص مكانيكي , دوام، نفوذپذيري , سايش
چكيده فارسي :
بتن غلتكي يك روش نوين در راهسازي شناخته شده و همواره در حال توسعه و ارتقاء است. مخلوط بتن با اسالمپ كم ساخته ميشود و به
وسيلهي غلتك تراكم ميپذيرد. سربارههاي صنعتي به دست آمده از طريق فرآيندهاي متالورژي صورت گرفته بر روي سنگهاي معدني، باعث
بروز مشكالت زيست محيطي ميگردد. از جمله اين سربارهها ميتوان به سربارهي مس كه يك محصول جانبي در طي فرآيند ذوب مات و
پااليش مس است، اشاره كرد. در اين پژوهش تاثيراستفاده از سرباره مس بر روي خواص مكانيكي و دوام بتن غلتكي مورد بررسي قرار ميگيرد.
نمونههاي استفاده شده دراين تحقيق بر اساس روش مبتني بر ديدگاه خاكي ساخته شده و جهت تراكم از چكش ارتعاشي كنگو استفاده ميشود.
آزمايشهاي الزم در طي دو مرحله انجام گرفته است. در مرحلهي اول با استفاده از دو مقدار مواد سيماني )12 و 15 درصد وزن سنگدانه هاي
خشك(، 4 مقدار سرباره )شامل 0 ،20 ،40 و60 درصد وزن سنگدانههاي خشك جايگزين شده با سرباره مس( و5 مقدار رطوبت مختلف )شامل
4 ،75/4 ،5/5 ،25/6 و7 درصد وزن سنگدانهها و مواد سيماني( ميزان رطوبت بهينه مورد نياز براي طرحهاي اختالط اصلي مورد بررسي قرار
گرفته است. در اين مرحله از آزمايش، تعداد 120 نمونه مكعبي 100 ميليمتر ساخته و بررسي شده است. سپس با استفاده از رطوبت بهينهي به
دست آمده، دو مقدار مواد سيماني و چهار مقدار سربارهي مس جايگزين شده با مصالح سنگي، نمونههاي اصلي ساخته شده است. در
آزمايشهاي مرحله دوم در ابتدا، مقاومت فشاري نمونههاي ساخته شده با رطوبتهاي مختلف به دست آمده است. سپس آزمايشهاي مربوط
به نمونههاي اصلي ساخته شده با رطوبت بهينهبه دست آمده، مورد بررسي و ارزيابي قرار گرفته شده است. نمونههاي مورد استفاده در آزمايش
فشاري در دو سن 7 و 28 روزه شامل 48 نمونه مكعبي 100 ميليمتري و در آزمايش كششي در دو سن 7 و28 روز شامل 48 نمونه استوانهاي
200×100 ميليمترميباشد. در آزمايش خمشي در سن 28 روزه شامل 24 نمونهي منشوري 100×100×350 ميليمترو همچنين آزمايش دوام
در برابر 150 ،300 و450 سيكل ذوب و انجماد شامل 72 نمونه مكعبي 100 ميلي متري ميباشد.آزمايش نفوذپذيري شامل 24 نمونه مكعبي 120
×200×200 ميليمتري و آزمايش جذب آب 28 روزه شامل 24 نمونه مكعبي 100 ميليمتري و در آزمايش سايش نيز شامل 14 نمونه دال دايره
اي به قطر 600 و ضخامت 100 ميليمترميباشد. بر اساس نتايج به دست آمده، افزايش درصد سرباره مس، باعث افزايش وزن حجمي و تراكم
تمامي طرحها ميگردد. بيشترين مقاومتهاي مكانيكي در طرحهاي حاوي 40 درصد سربارهي مس ميباشد، كه در تمامي نمونهها مقاومتي
بيشتر نسبت به طرحهاي بدون سرباره دارند. با افزايش سربارهي مس و مواد سيماني، جذب آب كاهش مييابد. طرحهاي حاوي 40 درصد
سربارهداراي كمترين عمق نفوذ و طرحهايحاوي 60 درصد سرباره، دارايبيشترين عمق نفوذ نسبت به نمونهي شاهد ميباشند. همچنين افزايش
مواد سيماني از 12 به 15 درصد باعث كاهش نفوذپذيري ميگردد. بيشترين اثر تخريب بتن در 150 سيكل ذوب و انجماد مشاهده شده است. با
افزايش سربارهي جايگزين مصالح سنگي، عمق سايش بتن غلتكي روسازي كاهش مييابد كه بيشترين كاهش عمق سايش در طرح اختالط
حاوي 60 درصد سرباره مس مشاهده ميشود.
چكيده انگليسي :
Roller compacted concrete is a well-known new method in road construction and has been constantly
evolving and improving. The concrete mix is made hsd with low slump and is compacted by a roller.
Industrial slag obtained through metallurgical processes on mineral rocks because of environmental
problems. Among these slags, we can mention copper slag, which is a sidelong product during the
process of matte smelting and refining of copper. In this study, the effect of using copper slag on the
mechanical properties and durability of roller concrete is investigated. The specimens used in this
research are made based on the soil method and the Congo vibrating hammer is used for compaction.
The necessary tests have been carried out in two stages. In the first stage, using two amounts of
cementitious materials (12 and 15% by weight of dry aggregates), 4 amounts of slag (including 0, 20,
40 and 60% by weight of dry aggregates replaced with copper slag) and 5 different amounts of moisture
(including 4, 4.75, 5.5, 6.25 and 7% by weight of aggregates and cementitious materials) have been
investigated to determine the optimal moisture content required for the main mixing designs. At this
stage of the experiment, 120 and 100mm cubic specimens were made and examined. Then, using the
obtained optimum humidity, two values of cementitious materials and four values of copper slag
replaced with rock materials of the main specimens were made. In the first stage experiments, the
compressive strength of the specimens made with different humidity was obtained. Then, the
experiments related to the original specimens made with the optimum moisture content were reviewed
and evaluated. The specimens used in the compression tests at the age of 7 and 28 days include 48 cubic
specimens of 100 mm and in the tensile tests at the ages of 7 and 28 days, they include 48 cylindrical
specimens of 200 x 100 mm. In the bending test at the age of 28 days, they include 24 prismatic
specimens of 100 x 100 x 350 mm, and the durability test contaning 150, 300 and 450 freeze and thaw
cycles include 72 cubic specimens of 100 mm. In the permeability test, they include 24 cubic specimens
of 120 x 200 x 200 mm, and in the 28-day water absorption test, they include 24 cubic specimens of
100 mm, and in the abrasian test, they include 14 circular slab specimens with a diameter of 600 and a
thickness of 100 mm. on the base of obtained results, increasing the percentage of copper slag increases
the volumetric weight and density of all designs. The highest mechanical strengths are in mix desgin
containing 40% of copper slag, which in all specimens have greater strength than mix design without
slag. With increasing copper slag and cement materials, water absorption decreases. Mix desgins
containing 40% slag have the lowest penetration depth and mix designs containing 60% slag have the
highest penetration depth compared to the control specimen. Also, increasing the cement content from
12 to 15% decreases the permeability. The greatest effect of concrete degradation has been observed in
150 freeze and thaw cycles. With increasing slag replacing natural aggregates, the abrasion depth of the
roller compacted concrete in pavement is reduced, and the greatest reduction of the abrasion depth is
observed in the mix designs containing 60% of copper slag.