تاثیر سنگدانه های شکسته بر مقاومت و دوام بتن حاوی متاکائولین و حباب هوا در معرض چرخه های یخ زدن و آب شدن

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران.

چکیده

بتن به دلیل ویژگی‌های مقاومتی و دوام، نقشی کلیدی در توسعه زیرساخت‌ها دارد. با این حال، دوام آن در برابر شرایط محیطی، به‌ویژه در اقلیم‌های سرد با چرخه‌های مکرر یخ‌زدگی و ذوب، از چالش‌های اساسی محسوب می‌شود. اصلاح طرح اختلاط و جایگزینی بخشی از سیمان با مواد پوزولانی یا افزودنی‌های حباب‌زا، از راهکارهای بهبود دوام هستند. در این پژوهش اثر سنگدانه‌ها، متاکائولین و حباب هوا بر مقاومت فشاری و دوام بتن بررسی شد. برای این منظور نمونه‌هایی با دو نوع دانه‌بندی نخودی و ترکیب نخودی–بادامی و نسبت‌های مختلف شن به ماسه با استفاده از سنگدانه‌های معادن دربند سمنان ساخته و مقاومت آن‌ها در سنین ۷ ، ۲۸ ، و 95 روز و پس از ۳۰۰ سیکل یخ‌زدگی و ذوب ارزیابی گردید. نتایج نشان داد استفاده از ۱۲٫۵٪ متاکائولین موجب افزایش تا 15 و 43 درصدی مقاومت فشاری بعد از 28 و 95 روز شدند، در حالی‌که افزودن ۵٪ حباب هوا با وجود کاهش نسبی مقاومت فشاری، دوام بتن در برابر یخ‌زدگی را به طور محسوسی افزایش داد و افت کمتر از 5% از خود نشان داد. بهترین عملکرد مکانیکی و دوام در نمونه‌های با سنگدانه نخودی و نسبت شن به ماسه ۴۰:۶۰ مشاهده شد. در مجموع، استفاده هم‌زمان از متاکائولین و حباب هوا تعادل مطلوبی میان مقاومت و دوام ایجاد کرده و امکان کاهش مصرف سیمان تا حدود ۱۸–۲۳٪ را فراهم می‌سازد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Effect of Crushed Aggregates on Strength and Durability of Concrete Containing Metakaolin and Air entrace Subjected to Freezing and Thawing Cycles

نویسندگان [English]

  • Mohammad Kazem Sharbatdar
  • Mohammad Najafinasab
  • Omid Rezayfar
Faculty of Civil Engineering، Semnan University، Semnan, Iran.
چکیده [English]

Concrete is one of the most widely used construction materials, and aggregates play an important role in its strength and durability. The quality of aggregates affects the compressive strength and permeability of concrete. This research has investigated the effect of aggregate grading, metakaolin, and air entrace on the compressive strength and durability of concrete. Concrete samples were prepared with two types of aggregate grading, including single fine gravel and fine-coarse gravel combination, with different sand-to-gravel ratios, and their compressive strength was tested at 7 and 28 days of age. It is worth noting that these aggregates originate from the sand and gravel mines in Darband, Semnan. In addition, the samples were subjected to 300 freeze-thaw cycles to assess the durability of the concrete under cold conditions. The results indicated that the use of 12.5% metakaolin helped to increase strength and reduce permeability, but the application 5% air entrace reduced the minor strength amount but increased the durability subjected to freezing and thawing cycles. Overall, the highest strength and internal density were observed in samples with fine gravel (5-10 mm) aggregate only, a gravel-to-sand ratio of 60:40, and 12.5% metakaolin. The simultaneous use of metakaolin and air entrace creates a good balance between the strength and durability of concrete, and a reduction of cement by about 18-23%.

کلیدواژه‌ها [English]

  • "Aggregate grading"
  • "Metakaolin"
  • "Freeze-thaw cycles"
  • "Strength"
  • "Durability"
CAPTCHA Image