مقاله ویژگی های مکانیکی بتن های ساختمانی سبز با خاکستر های بادی بسیار حجیم (2017 الزویر)

چکیده

1. مقدمه

2. اهداف تحقیقات و اهمیت

3. برنامه های آزمایشی

3.1 مواد، ترکیب ها ، و فرآوری

3.2 نمونه ها و روند های تست

4. نتایج تست ها و مباحث

4.1 تاثیر بخار سیلیس

4.1.1 عملکرد مکانیکی از سری های ملات SF

4.1.2 جذب پذیری سری های ملات SF

4.2 تاثیر محتویات شن بر روی ویژگی های مکانیکی از ملات

4.3 تاثیر خاکستر بادی

4.3.1 عملکرد مکانیکی سری های ملات FA

4.3.2 کارایی سیمان کاری از خاکستر های بادی

4.4 بتن ساختمانی سبز

4.4.1 ویژگی های تازه

4.4.2 عملکرد مکانیکی

5. تاثیرات زیست محیطی و مقایسه هزینه

6. جمع بندی

Using a high dosage of fly ash in concrete is an effective approach to control the heat release rate, reduce the material cost and enhance the sustainability. However, ultrahigh-volume fly ash (UHVFA) concrete, with fly ash replacing over 60% of the binder by weight, often exhibits low compressive strength at an early stage, which limits the material to non-structural or semi-structural applications. Though different approaches have been proposed to increase the strength, the efficacy of some of the methods is debatable, because of the high energy consumption and/or low cost-benefit ratio. This study aims to increase the compressive strength of UHVFA concrete by the simple and practical method of reducing the water/binder ratio while adding super-plasticizers to maintain workability. Mortar samples were used to explore the influence of silica fume, and Portland cement was replaced with fly ash at five different percentages (20%, 40%, 60%, 80% and 98%). Mechanical properties up to 360-day age were recorded, and the cementing efficiency factor of the fly ash was studied. With a suitable mix proportion, even with 80% of the binder replaced by fly ash, the compressive strength of the mortar and concrete can reach over 40 MPa at 7-day age, and over 60 MPa at 28-day age. Compared to commercial Grade 45 concrete, the proposed green structural concrete shows a reduction in CO2 emission of around 70%, a reduction in embodied energy of more than 60%, and a reduction in material cost of 15%.

استفاده از دوز بالا از خاکستر بادی یکی از روش های موثر برای کنترل کردن نرخ آزاد سازی گرما، کاهش هزینه ی موارد و بهبود پایداری سازه ها میباشد. اما، بتن های حاوی خاکستر با حجم بسیار بالا (UHFVA) ، با جایگزین کردن بیش از 60% از چسباننده ها از نظر وزنی، معمولا مقاومت فشردگی پایینی را در مرحله ی اول ایجاد میکند، که همین موضوع موجب محدود شدن استفاده از این موارد برای کاربرد های غیر ساختمانی یا نیمه ساختمانی میشود. با وجود این که روش های مختلف برای بهبود مقاومت این موارد پیشنهاد شده است، کارایی بعضی از این روش ها هنوز قطعی نیست، زیرا مصرف انرژی بالا و نسبت هزینه به فواید ایجاد شده، موجب محدود شدن کاربرد این روش شده است. هدف این مطالعه ، افزایش دادن مقاومت فشردگی بتن های UHFVA ، با روش های ساده و عملی برای کاهش نسبت آب/ چسباننده در عین حال اضافه کردن پلاستیک کننده های شدید برای حفظ قابلیت کار این موارد، میباشد. نمونه های ملات در این مطالعه مورد استفاده قرار گرفتند تا تاثیر بخار سیلیس مورد بررسی قرار گیرد، و سیمان پورتلند نیز توسط خاکستر بادی در پنج درصد مختلف ( 20% ، 40% ، 60 % ، 80 % و 98% ) مورد استفاده قرار گرفتند. ویژگی های مکانیکی تا 360 روز مورد بررسی قرار گرفتند، و ضریب کارایی سیمان کاری و خاکستر بادی نیز مورد بررسی قرار گرفت. با ترکیب مناسب، حتی با 80% جایگزینی خاکستر بادی به جای چسباننده ها ، مقاومت فشردگی از ملات و بتن میتواند در مدت هفت روز به چیزی حدود 40MPa برسد و در طول 28 روز نیز به مقدار 60MPa برسد. در مقایسه با بتن درجه 45 تجاری، بتن های ساختمانی پیشنهاد شده نشان دهنده ی کاهش نشر CO2 حدود 70% میشود، و موجب کاهش میزان انرژی مصرفی تا حدود 60% و کاهش هزینه ی مواد تا15% میشود.