بررسی آزمایشگاهی تأثیر نانو رس و خاکستر بادی بر مقاومت فشاری ملات ماسه سیمان

نوع مقاله: علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه رازی کرمانشاه، کرمانشاه، ایران

2 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی سازه، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه رازی کرمانشاه، کرمانشاه، ایران

چکیده

اضافه کردن نانو مواد به همراه سیمان، از جمله راهکارهای بهبود خواص مکانیکی و ویژگی‌های بتن و ملات، نسبت به نمونه‌های معمولی و رایج می‌باشد. در این تحقیق با اضافه کردن نانو رس تنها معادل 3% و 5% وزنی سیمان و همچنین  3% و 5% نانو رس به همراه 15% خاکستر بادی، نمونه‌های ملات‌ ساخته شده و به مقایسه نتایج آن‌ها با نتایج طرح مرجع پرداخته شده است. استفاده از نانو رس و خاکستر بادی، باعث کاهش مقاومت فشاری ملات ماسه سیمان در سنین کم 3 و 7 روزه می‌شود. با این حال اضافه کردن 3% و 5% نانو رس تنها در ملات، بترتیب باعث افزایش 2/27 و 1/15 درصدی مقاومت فشاری در سن 28 روزه و افزایش 4/28 و 4/22 درصدی آن در سن 90 روزه شده است. در حالی که در نمونه‌های ملات ماسه سیمان دارای خاکستر بادی و نانو رس توام، بترتیب افزایش 6/1 و 5/4 درصدی مقاومت فشاری را در سن 28 روزه و افزایش 10 و 16 درصدی آن را در سن 90 روزه در پی داشته است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Experimental investigation on compressive strength of cement mortar using nano clay and flay ash

نویسندگان [English]

  • E. Khalilzadeh Vahidi 1
  • N. Moradi 2
1 Assistant professor, Department of Engineering, Razi University of Kermanshah, Kermanshah, Iran
2 MSc student in Structural Engineering, Department of Engineering, Razi University of Kermanshah, Kermanshah, Iran
چکیده [English]

In the present paper, compressive strength of cement mortar was investigated through two cases:  case I in which just nano-clay (Nano clay to cement proportion equal to 3% and %5) is included, and case II in which both nano-clay and fly ash were considered (with the same values for Nano-clay as case I, and with fly ash to cement proportion equal to 15%). Gradual interaction of fly Ash with calcium hydroxide and alkalins resulted from cement hydration process, produces more C-S-H, spreading through concrete substructure free spaces. Results indicated that, all samples which contain nano-clay are denser than the reference sample. Adding fly ash and nano-clay have resulted in decreasing short term period (relating to three and seven days age) compressive strength of cement mortar. The 28 day age compressive strength of samples of case I, showed a dramatic increase about 27.2% for proportion value equal to 3%, and a considerable increase about 15.1%, for proportion value of equal to 5%. Results, also indicated a considerable increase in the 90 day age compressive strength that was about 28.4% and 22.4% respectively relating to two proportion values, 3% and 5%. The 28 day age compressive strength of samples of case II increased about 1.6% and 4.5% respectively, relating to two values of nano-clay to cement proportion equal to 3% and 5%. The 90 day age compressive strength of samples of case II, showed an increase about 10% and 16% respectively, relating to two values of nano-clay to cement proportion equal to 3% and 5%.

کلیدواژه‌ها [English]

  • ‌Compressive strength
  • Nano clay Fly ash Water absorption Scanning Electron Microscopy (SEM)

]1[ کوچکی،ابوالقاسم­ ،عباسی،علی، افشاری،حامد، شکی، حسین، هراتی فر،عمادالدین، میردامادیان، امیرحسین «فناوری نانو در صنعت ساختمان و کاربردهای آن» چاپ دوم، دبیرخانه ستاد ویژه توسعه فناوری نانو.1391.

[2] Florence Sanchez, Konstantin Sobolev.; “Nanotechnology in concrete – A review”; Construction and Building Materials, 24, pp. 2060–2071.(2010).

[3]  M. S. Morsy., S. H. Alsayed .,M. Aqel.; “Effect of Nano-clay on Mechanical Properties and Microstructure of Ordinary Portland Cement Mortar”; International Journal of Civil & Environmental Engineering(IJCEE). 2010.

[4] Yingfang, Fan ., Shiyi, Zhang ., Shiho, Kawashima ., Surendra, P Shah.; “Influence of kaolinite clay on the chloride diffusion property of cement-based materials”; Cement & Concrete Composites 45 (2014) 117–124.

[5] Nima, Farzadnia ., Abang Abdullah Abang, Ali ., Ramazan, Demirboga ., Mohammed Parvez ,Anwar.; “Effect of halloysitenanoclay on mechanical properties, thermal behavior and microstructure of cement mortars”; Cement and Concrete Research 48 (2013) 97–104.

[6] A,Hakamy, F.U.A., Shaikh, I.M. Low; “Characteristics of hemp fabric reinforced nanoclay–cement nanocomposites”; Cement & Concrete Composites50 (2014) 27–35.

]7[ پاکومارمهتا، پائولوج. م. مونته ئیرو «ریزساختار ، خواص، و اجزای بتن تکنولوژی بتن پیشرفته» ترجمه دکتر علی­اکبر رمضانیانپور، دکتر پرویز قدوسی، دکتر اسماعیل گنجیان. انتشارات دانشگاه صنعتی امیرکبیر (پلی تکنیک تهران)، چاپ پنجم، زمستان 1392.

[8]  American Society for Testing and Material; “Standard Test Method for Relative Density (Specific Gravity) and Absorption of Coarse Aggregate”; ASTM C127. (2015).

[9] American Society for Testing and Material; “Standard Test Method for Materials Finer than 75-μm (No. 200) Sieve in Mineral Aggregates by Washing”; ASTM C117. (2013).

[10] American Society for Testing and Material; “Method of Test for Soundness of Coarse Aggregates by Use of Sodium Sulfate, or Magnesium Sulfate ”; ASTM C89.(1937).

[11] American Society for Testing and Material; “Standard Specification for Aggregate for Masonry Mortar”; ASTM C144. (2011).

]12[ آ. ام. نویل، جی. جی. بروک «تکنولوژی بتن»؛ ترجمه علی‌اکبر رمضانیانپور، محمدرضا شاه‌نظری. انتشارات علم و صنعت. چاپ سیزدهم. 1384.

]13[ سالاری،مریم، رضایی،مسیح،­ موسوی­خویی، سید محمد، مرعشی،پیروز، مصحفی،زهرا «مطالعات امکان سنجی مقدماتی تولید نانو رس در ایران» جهاد دانشگاهی واحد صنعتی امیرکبیر. پاییز 1390.

]14 [وزارت راه و شهرسازی «مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ایران: طرح و اجرای ساختمان‌های بتن آرمه» ویرایش چهارم. 1392.

[15] American Society for Testing and Material. "Standard Specification for Mortar for Unit Masonry". ASTM C270. (2014).

[16] American Society for Testing and Material." Standard Test Method for Compressive Strength of Hydraulic Cement Mortars (Using 2-in. or [50-mm] Cube Specimens)".ASTM C109. (2013).

[17] British Standard (BS). “Method for determination of water absorption”­, BS1881-part122. (1983).

[18] British Standard (BS). "Making and curing test cubes, Making and curing no-fines test cubes,Making and curing test beams, Making and curing test cylinders,Method for accelerating the curing of test specimens: 1) the 55ºC method 2) the 82ºC method".BS1881-part3. (1970).