ارزیابی استفاده از مصالح سنگی با دانه‌بندی‌های مختلف در مقاومت فشاری بتن ژئوپلیمری با رویکرد ارزیابی زیست¬محیطی در مقایسه با بتن¬های پرتلندی
الموضوعات :یاسر مارابی 1 , احمد فهمی 2 , علیرضا بابائیان امینی 3 , علی مجنونی توتخانه 4
1 - دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی عمران گرایش سازه، دانشگاه بناب.
2 - عضو هیئت علمی گروه مهندسی عمران، دانشگاه بناب. *(مسوول مکاتبات)
3 - عضو هیئت علمی گروه مهندسی عمران، دانشگاه بناب.
4 - مدرس گروه مهندسی معماری، دانشگاه بناب.
الکلمات المفتاحية: بتن ژئوپلیمری, بتن پرتلندی, سنگ‌دانه, دانه‌بندی یکنواخت و پیوسته, ارزیابی زیست‌محیطی.,
ملخص المقالة :
زمینه و هدف: محیط‌زیست به عنوان بستر فعالیتهای اجتماعی و اقتصادی انسان، نیازمند استفاده حساب شده است تا زمینه برای استفاده پایدار از منابع آن فراهم گردد. از این‌رو، تولید و استفاده از مصالحی مانند بتن با مقاومت بالا و با حداقل آلایندگی محیطی به یک امر کاملاً ضروری تبدیل شده است.
روش بررسی: این پژوهش ضمن بررسی مقاومت بتنهای ژئوپلیمری، برای اولین بار اقدام به بررسی اثرات زیست‌محیطی این نوع بتن در مقایسه با بتنهای پرتلندی نموده است. تحقیق حاضر از نوع پژوهشهای کاربردی بوده و رویکرد آن از نوع تحقیقات کمی و آزمایشگاهی است. در این تحقیق از پودر لاتریت به عنوان یک مصالح آلومینوسیلیکات غنی از آهن پتانسیل بالایی برای ساخت بتن ژئوپلیمری استفاده شده تا تأثیر سنگ‌دانه مصرفی در مقاومت مکانیکی بتن ژئوپلیمری بر پایه لاتریت مورد ارزیابی قرار گیرد. برای این منظور، از دو نوع سنگ‌دانه شامل سنگ‌دانه شن و ماسه و سنگ‌دانه یکنواخت استفاده شد. همچنین نمونه‌های مختلف ساخته‌شده در دمای 70 درجه سانتی‌گراد در گرمخانه عمل‌آوری شدند.
یافته ها: نتایج آزمایش نشان داد که با استفاده از مصالح سنگی با دانه‌بندی یکنواخت به دلیل کاهش نسبت جرمی محلول فعال‌کننده به پودر لاتریت، مقاومت فشاری نمونه‌های بتن ژئوپلیمری افزایش می‌یابد. حداقل مقاومت فشاری 28 روزه نمونه‌های مذکور 28.5 مگاپاسکال و حداکثر مقاومت فشاری 34 مگاپاسکال به دست آمد. نتایج بخش دوم پژوهش نشان داد که اثرات آلایندگی کمتر بتنهای ژئوپلیمری در مقایسه با بتنهای پرتلندی است.
بحث ونتیجه گیری: برای ساخت قطعات پیش‌ساخته می‌توان از بتن ژئوپلیمری لاتریتی (با استفاده از سنگ‌دانه یکنواخت) استفاده نمود.
1. Zaheri, M., & Majnouni-Toutakhane, A. 2019. Evaluating the mental and emotional effects of Sahand Bonab thermal power plant greenhouse on rural communities, Case study: Rurlas in Bonab. Journal of Applied researches in Geographical Sciences, 19(53), 75-98. doi: 10.29252/jgs.19.53.75
2. Yadollahi Saber, R., Ghaffarian Bahram, Gh; Alizadeh, M., Khatibizadeh, M.R. 2009. Environmental Impact Assessment of Iran Khodro Factory (EIA), Journal of Environmental Science and Technology, 21 (7), 123-135
3. Shu, X., & Huang, B. 2014. Recycling of waste tire rubber in asphalt and portland cement concrete: An overview. Construction and Building Materials, 67, 217-224.
4. Mustafa, M., Bakri, A., Mohammed, H., Kamarudin, H., Nizar, K., & Zarina, Y. 2011. Review on fly ash-based geopolymer concrete without Portland Cement.
5. Qin, L., Gao, X., & Li, Q. 2018. Upcycling carbon dioxide to improve mechanical strength of Portland cement. Journal of cleaner production, 196, 726-738.
6. Turner, L.K. and F.G. Collins. 2013. Carbon dioxide equivalent (CO2-e) emissions: A comparison between geopolymer and OPC cement concrete. Construction and Building Materials, 43: p. 125-130.
7. Chan, C., D. Thorpe, and M. Islam. 2015. An evaluation carbon footprint in fly ash based geopolymer cement and ordinary Portland cement manufacture. in IEEE International Conference on Industrial Engineering and Engineering Management (IEEM). IEEE.
8. Gourley, J. and G. Johnson. 2005. Developments in geopolymer precast concrete. in World congress geopolymer, Geopolymer Institute Saint-Quentin, France.
9. Błaszczyński, T. and M. Król. 2015. Usage of green concrete technology in civil engineering. Procedia Engineering, 122: p. 296-301.
10. Kong, D.L. and J.G. Sanjayan. 2010. Effect of elevated temperatures on geopolymer paste, mortar and concrete. Cement and concrete research, 40(2): p. 334-339.
11. Jeyasehar, C.A., et al. 2013. Strength and durability studies on fly ash based geopolymer bricks.
12. Gartner, E. 2004. Industrially interesting approaches to “low-CO2” cements. Cement and Concrete research, 34(9): p. 1489-1498.
13. Djobo, J.N.Y., et al. 2016. Mechanical properties and durability of volcanic ash based geopolymer mortars. Construction and Building Materials, 124: p. 606-614.
14. Adam, A. 2009. Strength and durability properties of alkali activated slag and fly ash-based geopolymer concrete.
15. Davidovits, J. 1989. Geopolymers and geopolymeric materials. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 35(2): p. 429-441.
16. Mbumbia, L., A.M. de Wilmars, and J. Tirlocq. 2000. Performance characteristics of lateritic soil bricks fired at low temperatures: a case study of Cameroon. Construction and Building Materials, 14(3): p. 121-131.
17. Marabi, Y et al. 2019. "Influence of operating temperature on compressive strength of laterite based geopolymer malt samples" 3rd International Conference on Applied Research in Structural Engineering and Construction Management, Tehran, Sharif University of Technology, July.
18. Kaze, C.R., et al. 2018. Effect of silicate modulus on the setting, mechanical strength and microstructure of iron-rich aluminosilicate (laterite) based-geopolymer cured at room temperature. Ceramics International, 44(17): p. 21442-21450.
19. Lampris, C., R. Lupo, and C.R. Cheeseman. 2009. Geopolymerisation of silt generated from construction and demolition waste washing plants. Waste Management, 29(1): p. 368-373.
20. Ahmari, S. and L. Zhang. 2012. Production of eco-friendly bricks from copper mine tailings through geopolymerization. Construction and building materials, 29: p. 323-331.
21. Chindaprasirt, P., T. Chareerat, and V. Sirivivatnanon. 2007. Workability and strength of coarse high calcium fly ash geopolymer. Cement and concrete composites, 29(3): p. 224-229.
22. Rezaie, K., Ramiyani, S. S., Nazari-Shirkouhi, S., & Badizadeh, A. 2014. Evaluating performance of Iranian cement firms using an integrated fuzzy AHP–VIKOR method. Applied Mathematical Modelling, 38(21-22), 5033-5046.
23. Nuaklong, P., Sata, V., & Chindaprasirt, P. 2018. Properties of metakaolin-high calcium fly ash geopolymer concrete containing recycled aggregate from crushed concrete specimens. Construction and Building Materials, 161, 365-373.
24. McGrath, T., Cox, S., Soutsos, M., Kong, D., Mee, L., & Alengaram, J. U. 2018. Life cycle assessment of geopolymer concrete: A Malaysian context. Paper presented at the IOP Conference Series: Materials Science and Engineering.
25. Mohammed, B. S., Liew, M. S., Alaloul, W. S., Al-Fakih, A., Ibrahim, W., & Adamu, M. 2018. Development of rubberized geopolymer interlocking bricks. Case studies in construction materials, 8, 401-408.
26. Dubey, A. 2019. Dimensionally stable geopolymer composition and method: Google Patents.
