26600

بررسي تاثير استفاده از سيمان‌هاي قليايي تركيبي(سيمان هايبريدي) بر دماي فرآوري و بهبود مشخصات مقاومتي خاك رسي

كارشناسي ارشد

مهندسي عمران- ژئوتكنيك

1397

1400/8/29

مهران كريم پور فرد

مهندسي عمران

چسباننده‌هاي سيماني قليايي راه حلي ابتكاري و هوشمندانه براي مقابله با تقاضاي روز افزون انرژي جهاني، توليد زباله‌ها و انتشار گازهاي گلخانه‌اي ارائه مي‌دهند. سيمان قليايي تركيبي (سيمان هايبريدي) به عنوان يك اتصال دهنده جديد در نظر گرفته مي‌شود كه از بيش از 70% مواد سيماني تكميلي، كمتر از 30% سيمان پرتلند و مقدار كمي فعال‌كننده‌هاي قليايي تشكيل شده است. در توليد اين چسباننده‌ها از مواد زايد با انرژي كمتري استفاده مي‌شود و در مقايسه با سيمان پرتلند CO2 كمتري آزاد ميشود. اين ماده سيماني داراي مزاياي سيمان پرتلند و سيمان‌هاي قليايي(سيمان ژئوپليمري) است و همچنين داراي ريز ساختار فشرده‌تر و مقاومت بالا مي‌باشد. در اين مطالعه امكان‌پذيري استفاده از سيمان هايبريدي متشكل از سيمان پرتلند، خاكستر آتشفشاني و سرباره‌ي كوره آهن گدازي با مقادير متفاوت فعال‌كننده (5 و 10 درصد سديم‌سولفات) در تثبيت و بهسازي خاك رسي در زمان عمل آوري 7 ، 28 و 90 روز در دماي محيط مورد بررسي قرار گرفته است كه در آن به بررسي تاثير افزايش مقدار چسباننده، مقدار فعال‌كننده و همچنين زمان عمل‌آوري بر مقاومت نمونه‌ها پرداخته شده است. تست مقاومت فشاري تك محوري ، تست‌هاي دوام ذوب-انجماد و تر-خشك، آناليزهاي XRD,FESEM-EDS-Mapping,FTIR به ترتيب به منظور مطالعه مشخصات مكانيكي، دوام و ريزساختار نمونه‌ها انجام شد. نتايج اين پژوهش نشان داد كه با افزايش مقداري كمي سيمان به اين چسباننده‌ها، با توجه به اينكه مقدار CaO در تركيب افزايش پيدا مي‌كند عمل‌آوري و گيرش آن‌ها در دماي محيط امكان پذير مي‌شود ، همچنين با توجه به اينكه هيدراتاسيون سرباره كوره آهن‌گدازي در دماي محيط اتفاق مي‌افتد، سرباره كوره عملكرد بهتري در مقايسه با خاكستر آتشفشاني داشته است. به علاوه با افزايش مقدار فعال‌كننده و زمان عمل‌آوري، نمونه‌ها به مقاومت بالاتر و ريزساختار متراكم‌تر دست پيدا كردند. به طوري كه نمونه متشكل از سرباره كوره و 10 درصد فعال‌كننده به مقاومت 10.45مگاپاسكال رسيد كه 14درصد بيشتر از مقاومت نمونه‌ي مرجع سيماني خود بود. همچنين نتايج تست‌هاي دوام نشان داد كه سيمان هايبريدي در هر دو حالت تر-خشك ، ذوب-انجماد عملكرد خيلي خوبي در مقايسه با سيمان پرتلند دارد. به علاوه كليه‌ي آناليزهاي ريزساختار اين مطالعه، نتايج مقاومتي را به خوبي تاييد كردند.

1401/03/24

An Investigation on the effect of hybrid alkaine cement use on the curing temprature and strength enhancement of clays

11/20/2022 12:00:00 AM

Alkaline cement binders offer innovative and ingenious solutions to combat global energy demand, waste generation, and greenhouse emissions. Hybrid alkaline cement (HAC) is regarded as a new binder which is composed of more than 70% supplementary cementitious materials (SCMs), less than 30% Portland cement and a small dosage of alkali activator.In their production, alkaline binders consume waste materials with less energy and emit less CO2 compared to ordinary Portland cement.This cementitious material possesses the advantages of Portland cement and alkali-activated materials (AAMs) and provides more compact microstructure, high strength. In this study, the possibility of using hybrid cement consisting of Portland cement, volcanic ash and grand granulated blast furnance slag with different amount of alkali activator (5,10% Na2SO4) in stabilization and improvement of clay soil during processing at 7,28 and 90 days at ambient temperature was investigated.therefore the effect of increasing the amount of binder and the amount of activator as well as the curing time on the strength of the samples has been investigated. The Unconfined Compressive Strength (UCS), freeze-thaw and wet-dry durability tests, X-ray diffraction (XRD), FESEM-EDS-Mapping and FTIR analysis have been utilized to study the mechanical,durability and microstructural properties of the stabilized soil respectively. The results of this study showed that by adding a small amount of cement to these binders, due to the fact that the amount of CaO in the composition increases, their curing and setting at room temperature is possible, also due to the slag hydration occurs in ambient temperature,slag performed better than volcanic ash.In addition,with increasing the amount of activator and curing time, the samples achieved higher strength and denser microstructure. So that the sample consisting of slag and 10% activator reached a strength of 10.45, which is 13.95% higher than the strength of the reference cement sample. The results of durability tests also showed that hybrid cement in both wet-dry, freezing-thaw has a very good performance against Portland cement. Moreover, all of the microstructural analysis supports the mechanical results.

Faeze Bazrpishe

Dr. Mehran Karimpoor