انجمن مهندسی سازه ایران مهندسی سازه و ساخت 2476-3977 12 07 2025 09 23 Investigation of Mechanical Properties of Colored (Black) Concrete with Different Weight Ratios of Bulky Oxide بررسی خواص مکانیکی بتن رنگی (مشکی) با نسبت‌های مختلف وزنی اکسید بالکلی 195 216 225252 10.22065/jsce.2025.509302.3674 FA لیلا شهریاری گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد شیراز، شیراز، ایران مجتبی عسکری دانشجوی دکتری، گروه مهندسی عمران، واحد مرودشت، دانشگاه آزاد اسلامی، مرودشت، ایران اعظم امیری کارشناس ارشد، گروه مهندسی عمران، واحد شیراز، دانشگاه آزاد اسلامی ، شیراز، ایران Journal Article 2025 02 27 Currently, there are several methods for changing the color of concrete. One common method is surface painting, which has low durability and easily separates from the concrete surface, creating an unsightly appearance. In contrast, using pigments in the concrete mixing process, in addition to improving the mechanical properties of the concrete, creates a more beautiful color and appearance. Using this method, while maintaining environmental sustainability and reducing cement production and consumption, helps to utilize mineral waste. Producing colored concrete with waste additives or mineral waste can help realize innovative designs and is important in terms of economic costs, ease of implementation, and ease of use. In this research, to change the color of concrete to black, ball clay oxide was used in different weight ratios of 5%, 10%, 15%, and 20% of the cement weight. Then, the mechanical properties of concrete, including slump, compressive strength at different ages, tensile strength, flexural strength, and its collocability were investigated and compared. Furthermore, the microstructure of the samples was examined using scanning electron microscopy (SEM). The results of this research showed that ball clay oxide does not have a significant or detrimental effect on the slump, tensile, and flexural strength of concrete, and the use of up to 15% by weight of ball clay oxide can increase the compressive strength of concrete. Also, the use of ball clay oxide will cause a uniform and stable color change of concrete to black. در حال حاضر، روش‌های متعددی برای تغییر رنگ بتن وجود دارد. یکی از روش‌های معمول، رنگ‌آمیزی سطحی بتن است، که دوام کمی داشته و به‌ سادگی از سطح بتن جدا شده و ظاهری ناخوشایند ایجاد می‌کند. در حالیکه استفاده از رنگدانه‌ها در فرآیند اختلاط بتن، علاوه بر بهبود خواص مکانیکی بتن، رنگ و جلوه زیباتری را ایجاد می‌کند. استفاده از این روش ضمن حفظ پایداری زیست‌محیطی و کاهش تولید و مصرف سیمان، به بهره‌وری از پسماندهای معدنی کمک می‌کند. تولید بتن رنگی با افزودنی‌های ضایعاتی یا پسماندهای معدنی می‌تواند به تحقق طرح‌های نوآورانه کمک کند و از نظر هزینه‌های اقتصادی، سهولت اجرا، و استفاده آسان، حائز اهمیت است. در این تحقیق برای تغییر رنگ بتن به مشکی، از اکسید بالکلی در نسبت‌های وزنی مختلف 5%، 10%، 15% و 20% از وزن سیمان استفاده شد. سپس، خواص مکانیکی بتن شامل اسلامپ، مقاومت فشاری در سنین مختلف، مقاومت کششی، مقاومت خمشی و میزان رنگ‌پذیری آن مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت. در ادامه بوسیله تصاویر الکترونی روبشی (SEM) ریزساختار نمونه‌ها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج این تحقیق نشان داد که اکسید بالکلی تأثیر محسوس یا مخربی بر اسلامپ، مقاومت کششی و خمشی بتن ندارد و استفاده از حداکثر 15% وزنی اکسید بالکلی می‌تواند مقاومت فشاری بتن را افزایش دهد. همچنین استفاده از اکسید بالکلی موجب تغییر رنگ یکنواخت و پایدار بتن به مشکی خواهد شد. https://www.jsce.ir/article_225252_20362877b51e9a4c3e84959f2f2ad2c5.pdf