اثر استفاده ترکیبی از مواد مکمل سیمانی روی خواص بتن

1. اثر استفاده ترکیبی از مواد مکمل سیمانی روی خواص بتن تهیه کنندگان : دکتر عليرضا باقري مهندس حامد زنگانه دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی

2. چهارچوب ارائه مطالب • اصول عملکرد مواد مکمل سیمانی در بتن • معرفی مواد مکمل سیمانی مختلف • اثراستفاده از هریک از مواد مکمل سیمانی به تنهایی روی خواص بتن • اثر استفاده توام از مواد مکمل سیمانی روی خواص بتن

3. اصول عملکرد مواد مکمل سیمانی در بتن: • واکنش ترکیبات اصلی سیمان با آب 49 75 24 100 99 21 100 22

4. اصول عملکرد مواد مکمل سیمانی در بتن:

5. خواص CH: • قابلیت انحلال در آب و کاهش دوام بتن از طریق حل شدن (Dissolution) • ضعف در برابر حمله سولفاتها از طریق واکنش تبادل کاتیونی و تبدیل به مواد ضعیف و یا حل شونده • اتصال نسبتا ضعیف به بقیه اجزاء خمیر سیمان هیدراته به علت سطح ویژه نسبتا کم

6. واکنش پوزولانی: واکنش مواد سیلیسی فعال (S) با CH و تبدیل آن به CSH: • برخی منافع تبدیل CH به CSH: کاهش قابلیت انحلال بهبود اتصال به بقیه اجزا بهبود مقاومت در برابر حملات سولفاتی ریزتر کردن منافذ و کاهش نفوذ پذیری

7. تاثیر واکنش پوزولانی بر روی ریز ساختار بتن: • تخلخل ریزتر می گردد ولی مقدار کل تخلخل کمتر نمی شود و بلکه قدری هم بیشتر می شود زیرا در صورتیکه آبی برای ایجاد C3S2H3 مصرف نمی شود و لذا مقداری آب اضافه می ماند که تخلخل را می تواند افزایش دهد. البته بخشی از آب اضافی در آب بین لایه ای بالاتر CSH ناشی از واکنش پوزولانی وارد می گردد.

8. تاثیر واکنش پوزولانی بر روی حفرات بتن:

9. مقدار سیمان قابل جایگزینی با مواد مکمل سیمانی: • طبق رابطه با فرض اینکه پوزولان SiO2 خالص باشدو آن را با (S) نشان دهیم، خواهیم داشت: براساس رابطه فوق نسبت وزنی لازم از S برای واکنش با CH ناشی از هیدراته شدن کامل C3S برابر 26 درصد و مقدار متناظر برای واکنش با C2S برابر با 12 درصد قابل محاسبه است. براین اساس برای یک سیمان پرتلند با مقادیر متعارف C3S و C2S، مقدار پوزولان 20 تا 22 درصد وزنی جهت مصرف کامل CH تولیدی کافی خواهد بود.

10. انواع مختلف مواد مکمل سیمانی:

11. معرفی برخی از انواع اصلی مواد مکمل سیمانی: • خاکستربادی (Fly ash) • پوزولان طبیعی پومیس • دوده سیلیسی (Silica Fume) • سرباره کوره آهن گدازی (Ground Granulated Blast Furnace Slag GGBFS)

12. خاکستربادی: خاکستربادی محصول زائد حاصل از سوزاندن زغال سنگ در نیروگاههای حرارتی تولید برق می باشد.

13. خاکستربادی: خاکستربادی محصول زائد حاصل از سوخت زغال سنگ می باشد.

14. خاکستربادی: خاکستربادی دارای ذرات کروی شکل بوده و دانه بندی و سطح ویژه آن مشابه سیمان می باشد. ترکیبات شیمیایی خاکستربادی در کشورهای مختلف

15. پوزولان طبیعی: پومیس پوکه سنگ آتشفشانی است که منابع آن در دامنه کوه های آتشفشانی یافت می شود. پوزولان پومیس از آسیاب کردن پوکه سنگ پومیس حاصل می گردد. ذرات این پوزولان شکسته و معمولا به ریزی سیمان یا ریزتر آسیاب می شوند. در ایران معادن پوزولان پومیس در سیستان و بلوچستان و آذربایجان وجود دارد.

16. پوزولان طبیعی: آنالیز شیمیایی برخی پوزولان های طبیعی در کشورهای مختلف

17. پوزولان طبیعی: آنالیز شیمیایی برخی پوزولان های طبیعی ایران

18. دوده سیلیسی: دوده سیلیسی محصول زائد حاصل از صنایع فروسیلیسیم می باشد.

19. دوده سیلیسی:

20. دوده سیلیسی: مقایسه ترکیبات شیمیایی میکروسیلیس های تولید داخل کشور

21. سرباره کوره آهن گدازی: • محصول زائد جانبی فرآیند تولید آهن خام در کوره بلند ذوب آهن است. • سرباره به ریزی ذرات سیمان و ترجیحا ریزتر آسیاب می کنند. • سرباره به لحاظ فعالیت به سه رده 80، 100 و 120 تقسیم می گردد. آنالیز شیمیایی سرباره

22. سرد کردن سریع سرباره مذاب:

23. سرباره کوره آهن گدازی: مقایسه ترکیبات شیمیایی سرباره تولید داخل کشور

24. بررسی آزمایشگاهی عملکرد مواد مکمل سیمانی بر روی خواص بتن: • مخلوط های مورد مطالعه: • کنترل • FA15 • FA30 • PU15 • PU30 • SL15 • SL30 • SL50 • PU15SF2.5 • PU15SF5 • PU15SF7.5 • PU30SF2.5 • PU30SF5 • PU30SF7.5 • FA15SF2.5 • FA15SF5 • FA15SF7.5 • FA30SF2.5 • FA30SF5 • FA30SF7.5 • SL15SF2.5 • SL15SF5 • SL15SF7.5 • SL30SF2.5 • SL30SF5 • SL30SF7.5 • SL50SF2.5 • SL50SF5 • SL50SF7.5 پوزولان طبیعی پومیس (PU) دوده سیلیسی (SF) خاکستربادی (FA) در همه طرح ها نسبت آب به مواد سیمانی برابر با 0/38 کارآیی برابر با 125±25 mm (محدوده S3 طبق استاندارد ایران) سرباره قبل از آسیاب سرباره آسیاب شده (SL)

25. بررسی آزمایشگاهی عملکرد مواد مکمل سیمانی بر روی خواص بتن: • آزمایشهای انجام شده ارزیابی کارآیی : با استفاده از مقدار فوق روانساز مورد نیاز جهت دستیابی به روانی مورد نظر مقاومت فشاری نفوذپذیری بتن براساس مقدار شارژ الکتریکی عبوری از بتن (RCPT) نفوذپذیری بتن در برابر یون کلر (RCMT) مقاومت الکتریکی بتن درصد جذب آب عمق نفوذ آب تحت هد فشار 5 بار دستگاه تعیین مقاومت فشاری دستگاه RCMT دستگاه RCPT دستگاه تعیین عمق نفوذ آب دستگاه مقاومت الکتریکی

26. مقایسه بین تاثیر خاکستربادی و پوزولان طبیعی بر روی نیاز آبی:

27. مقایسه بین تاثیر خاکستربادی و پوزولان طبیعی بر روی مقاومت فشاری:

28. مقایسه بین تاثیر خاکستربادی و پوزولان طبیعی بر روی شار عبوری :

29. مقایسه بین تاثیر خاکستربادی و پوزولان طبیعی بر روی نرخ نفوذ یون کلر:

30. تاثیر سرباره بر روی نیاز آبی:

31. تاثیر سرباره بر روی مقاومت فشاری:

32. تاثیر سرباره بر روی شار عبوری :

33. تاثیر سرباره بر روی نرخ نفوذ یون کلر :

34. تاثیر دوده سیلیسی بر روی نیاز آبی:

35. تاثیر دوده سیلیسی بر روی مقاومت فشاری:

36. تاثیر دوده سیلیسی بر روی شار عبوری :

37. تاثیر دوده سیلیسی بر روی نرخ نفوذ یون کلر:

38. دلایل استفاده از سیمان سه جزئی: • استفاده از مزایای همزمان کاربرد دو ماده مکمل سیمانی مختلف • حفظ محیط زیست از طریق مصرف مواد زائد صنعتی به عنوان ماده مکمل سیمانی • صرفه جویی در مصرف انرژی • افزایش دوام و مقاومت بتن در برابر حملات شیمیایی و خوردگی آرماتور • کاهش آب انداختگی و جداشدگی بتن • بهبود روند کسب مقاومت بتن های دوجزئی حاوی مواد مکمل سیمانی با روند کند کسب مقاومت • دستیابی به بتنهای توانمند با روند کسب مقاومت و دوام مناسب

39. تاثیر افزودن دوده سیلیسی بر روی نیاز آبی مخلوط حاوی خاکستربادی:

40. تاثیر افزودن دوده سیلیسی بر روی مقاومت فشاری مخلوط حاوی خاکستربادی:

41. تاثیر افزودن دوده سیلیسی بر روی مقاومت فشاری مخلوط حاوی خاکستربادی:

42. تاثیر افزودن دوده سیلیسی بر روی شار عبوری مخلوط حاوی خاکستربادی:

43. تاثیر افزودن دوده سیلیسی بر روی شار عبوری مخلوط حاوی خاکستربادی:

44. تاثیر افزودن دوده سیلیسی بر روی نرخ نفوذ یون کلر مخلوط حاوی خاکستربادی:

45. تاثیر افزودن دوده سیلیسی بر روی نرخ نفوذ یون کلر مخلوط حاوی خاکستربادی:

46. تاثیر افزودن دوده سیلیسی بر روی نیاز آبی مخلوط حاوی پومیس:

47. تاثیر افزودن دوده سیلیسی بر روی مقاومت فشاری مخلوط حاوی پومیس :

48. تاثیر افزودن دوده سیلیسی بر روی مقاومت فشاری مخلوط حاوی پومیس :

49. تاثیر افزودن دوده سیلیسی بر روی شار عبوری مخلوط حاوی پومیس :

50. تاثیر افزودن دوده سیلیسی بر روی شار عبوری مخلوط حاوی پومیس :