بررسی آزمایشگاهی مشخصات مهندسی بتن حاوی پوزولان معدنی محلی براساس آزمونXRD و SEM
محورهای موضوعی : آنالیز سازه - زلزله
مجتبی رنگرزیان
1
,
رحمت مدندوست
2
,
رضا محجوب
3
,
مهدی رفتاری
4
1 - دانشجوی دکتری مهندسی عمران، گروه مهندسی عمران، ,واحد خرم آباد، دانشگاه آزاد اسلامی ، خرم‌آباد، ایران
2 - 1- استاد مدعو گروه مهندسی عمران، واحد خرم آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، خرم‌آباد، ایران
2-استاد، هیئت علمی‌گروه مهندسی عمران،
3 - استادیار، گروه مهندسی عمران، واحد خرم‌آباد،دانشگاه آزاد اسلامی ،خرم‌آباد، ایران
4 - استادیار گروه مهندسی عمران، واحد خرم آباد، دانشگاه آزاد اسلامی ،خرم آباد ، ایران
کلید واژه: آزمون مقاومت فشاری, میکروسکوپ الکترونیک روبشی (SEM), پوزولان معدنی محلی, بتن پوزولانی, تحلیل پراش اشعه ایکس(XRD),
چکیده مقاله :
گرمایش کره زمین و تاثیرات ناشی از آن در محیط زیست، از بحرانهای پیش روی انسان است. یافتن راهی جهت کاهش عوامل تشدید کننده این گرمایش، در مدیریت و کنترل این بحران تاثیرگذار می‌باشد. از مهم‌ترین عوامل افزایش درجه حرارت اتمسفر، گازهای گلخانه‌ای هستند. کارخانجات تولید سیمان با انتشار مقادیر عمده CO2 نقش ویژه ای در افزودن این گاز در جوّ دارند. یافتن راهی جهت کاهش مصرف سیمان، می تواند گامی موثر در کنترل افزایش سالیانه دمای کره زمین باشد. دراین مطالعه بمنظور یافتن طرح بهینه جایگزینی پوزولان معدنی محلّی با بخشی از سیمان، دو طرح اختلاط با چهار گونه 5، 10، 15 و 20 درصد وزنی جایگزین بخشی از سیمان بتن گردید و آزمونهای مقاومت فشاری وکیفیت بتن درآنها مورد ارزیابی قرارگرفت. عناصر تشکیل دهنده بتن و تاثیر افزودن پوزولان معدنی محلی، توسط آزمون XRD و همچنین ریخت شناسی و رفتار ریزساختاری بتن توسط آزمایشSEM بررسی شد. نتایج نشان داد که بهترین میزان جایگزینی این پوزولان به سیمان دربتن، معادل 15درصد وزنی سیمان است و باعث افزایش 24 درصدی مقاومت فشاری نسبت به بتن سیمانی معمولی می‌شود. واکنش پوزولانی مطلوب باعث کاهش میزان Ca(OH)2 و CaCO3 در بتن شد. همچنین این پوزولان باعث کاهش منافذ، افزایش بهبود و یکپارچگی ناحیه انتقال سطحی (ITZ) در بتن در مقایسه با بتن سیمانی معمولی گردید. با توجه به اثرات این پوزولان در تقویت ساختار و کاهش مصرف سیمان در بتن، پوزولان معدنی محلی مورد مطالعه را می‌توان به عنوان ماده‌ی کاهنده سیمان با افزایش مقاومت در بتن و دوستدار محیط‌زیست معرفی کرد.
Global warming and its effects on the environment can be considered as the important crises facing humans. Finding a method to reduce cement consumption can be an effective step in controlling the annual increase in global temperature. In this research, in order to find the optimal mixing design for replacing local mineral pozzolan instead of a part of cement, two mixing projects with four types of 5, 10, 15 and 20 percent by weight replaced a part of concrete cement.The compressive strength and concrete quality tests were evaluated in the specimens. The constituent elements of concrete and the effect of adding local mineral pozzolan were investigated using the XRD analysis, as well as the morphology and microstructural behavior of concrete with the SEM test. The results exhibited that the best replacement value of cement by pozzolan in concrete is equivalent to 15 percent by weight of cement. Pozzolanic samples increase the strength by 24% compared to plain cement concrete (PCC) samples. Optimal pozzolanic reaction reduced the amount of portlandite and calcite in concrete. Also, this pozzolan reduced the pores, increased the improvement and integrity of the interfacial transition zone (ITZ) in concrete in comparison with plain cement concrete. Considering the effects of this pozzolan on strengthening the structure and reducing the consumption of cement in concrete, the studied local mineral pozzolan can be introduced as a green material that reduces cement by increasing the strength of concrete and is environmentally friendly.
_||_