بررسی دوام و مقاومت فشاری بتن با استفاده از افزودنی‌های الیاف پلی‌پروپیلن، پلی-کربوکسیلات اتر و ‌ E205

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیئت علمی دانشگاه آیت اله العظمی بروجردی

2 گروه عمران، دانشگاه بروجرد

چکیده

امروزه پژوهشگران در تلاشند تا با بهره‌گیری از مواد افزودنی، خواص مکانیکی و دوام بتن را به‌طور همزمان افزایش دهند. در این پژوهش، نتایج آزمایشگاهی تأثیر اختلاط بتن با درصدهای مختلف مواد افزودنی پلی‌کربوکسیلات اتر و ماده E205 به طور جداگانه بر روی بتن الیافی مسلح شده با الیاف پلی‌پروپیلن مورد بررسی قرار گرفته است. در این راستا از آزمایش‌های دوام شامل آزمایش-های مقاومت ویژه الکتریکی، جذب آب حجمی، نفوذ تسریع شده یون کلر(RCPT) و همچنین مقاومت فشاری بتن مورد بررسی قرار گرفته است. به علاوه، جهت مطالعه ریزساختار خمیر سیمان حاوی الیاف پلی‌‌پروپیلن و مواد افزودنی پلی‌کربوکسیلات اتر و افزودنی E205 از آزمایش‌های طیف سنجی تفرق اشعه ایکس(XRD)، تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM) و آزمون ترکیب شیمیایی به روش XRF استفاده شده است. نتایج بدست آمده نشان می‌دهد که اضافه کردن افزودنی پلی‌کربوکسیلات اتر و الیاف پلی‌پروپیلن(نمونه A) 51% و اضافه کردن افزودنی E205 و الیاف پلی‌پروپیلن(نمونهB) 36% نفوذ تسریع شده یون کلر را نسبت به نمونه شاهد کاهش می‌دهد، جذب آب حجمی بتن در نمونه‌های A ،27 % و در نمونه‌های B به مقدار 16% نسبت به نمونه شاهد کاهش یافت، همچنین مقاومت ویژه الکتریکی بتن نسبت به نمونه شاهد در نمونه‌های A، 263 % و در نمونه هایB ، 310 % افزایش یافت. مقاومت فشاری در نمونه‌های A درسن 7 و 28 روزه به ترتیب 134% و56% نسبت به نمونه شاهد افزایش یافته است و بیشترین مقاومت فشاری در نمونه‌های B در سن 7 و 28 روزه به ترتیب 43% و 29% نسبت به نمونه شاهد افزایش یافته است. با توجه به نتایج ذکر شده می‌توان نتیجه گرفت که دوام و مقاومت فشاری بتن الیافی مسلح شده با الیاف پلی‌پروپیلن با اضافه کردن مواد افزودنی پلی‌کربوکسیلات اتر و ماده E205 افزایش می‌یابد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Evaluation of durability and compressive strength of concrete using polypropylene, E205 and polycarboxylate ether additives

نویسندگان [English]

  • Mehdi Komasi 1
  • Mohamadreza Piryaei 2
1 Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, University of Ayatollah ozma Borujerdi, Borujerd, Iran
2 Civil Engineering -Boruojerd University
چکیده [English]

Nowadays researchers are trying to simultaneously enhance the mechanical properties and durability of concrete using additives. In this study, the experimental results of the effect of admixture concrete with different percentages of polycarboxylate ether and E205 additives were investigated separately on fiber reinforced concrete with polypropylene fibers. In this regard, durability tests including electrical resistivity tests, water absorption, rapid choloride permeability test (RCPT) and compressive strength of concrete have been investigated. In addition, to study the microstructure of cement paste containing polypropylene fibers and polycarboxylate ether additives and E205 additives were used, X-ray diffraction spectroscopy (XRD) experiments, scanning electron microscopy (SEM) images and XRF chemical composition test. The results show that adding additives to the concrete admixture, reduced compared to the control sample 51% chlorine ion penetration in concrete with polycarboxylate ether and polypropylene fibers (sample A) and 36% chlorine ion penetration with E205 additive. Water absorption was reduced in samples A 27% and in samples B, 16% compared to the control sample, also the increase in specific electrical resistivity compared to the control sample was 525% in samples A and 619% in samples B. Also, the compressive strength of samples at 7 and 28 days of age increased by 134% and 56%, respectively, and the highest compressive strength in samples B at 7 and 28 days were 43% and 29%, respectively. Control sample increased. According to the results, it can be concluded that the durability and compressive strength of fibers reinforced with polypropylene fibers is increased by adding polycarboxylate ether and E205 additives.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Durability
  • specific electrical resistivity
  • polycarboxylate ether
  • RCPT
  • E205

مراجع

  1. Joshi, P., & Chan, C. (2002). Rapid Chloride Permeability Testing. Concrete Construction, 47(12), 37-43.
  2. Chandramouli, K., Srinivasa Rao, P., Seshadri Sekhar, T., Pannirselvam, N., & Sravana, P. (2010). Rapid chloride permeability test for durability studies on glass fibre reinforced concrete. ARPN Journal of engineering and applied sciences, 5(3), 67-71.
  3. Whiting, D. (1981). RAPID DETERMINATION OF THE CHLORIDE PERMEABILITY OF CONCRETE FINAL REPORT. D. Whiting, Portland Cement Association, Skokie, Ill., Aug. 1981, 176.
  4. Luping, T., & Nilsson, L. O. (1993). Rapid determination of the chloride diffusivity in concrete by applying an electric field. Materials Journal, 89(1), 49-53.
  5. Plank, J., Sakai, E., Miao, C. W., Yu, C., & Hong, J. X. (2015). Chemical admixtures—Chemistry, applications and their impact on concrete microstructure and durability. Cement and concrete research, 78, 81-99.
  6. Alonso, C., Andrade, C., & Gonzalez, J. A. (1988). Relation between resistivity and corrosion rate of reinforcements in carbonated mortar made with several cement types. Cement and concrete research, 18(5), 687-698.
  7. Liu, Y. (2012). Accelerated curing of concrete with high volume Pozzolans-resistivity, diffusivity and compressive strength. Florida Atlantic University.
  8. Parastegari, N., Mostofinejad, D., & Poursina, D. (2019). Use of bacteria to improve electrical resistivity and chloride penetration of air-entrained concrete. Construction and Building Materials, 210, 588-595.
  9. Kakooei, S., Akil, H. M., Jamshidi, M., & Rouhi, J. (2012). The effects of polypropylene fibers on the properties of reinforced concrete structures. Construction and Building Materials, 27(1), 73-77.
  10. Ramezanianpour, A. A., Esmaeili, M., Ghahari, S. A., & Najafi, M. H. (2013). Laboratory study on the effect of polypropylene fiber on durability, and physical and mechanical characteristic of concrete for application in sleepers. Construction and Building Materials, 44, 411-418.
  11. Hilsdorf, H., & Kropp, J. (1995). Performance criteria for concrete durability. CRC Press.
  12. Real, S., Bogas, J. A., & Pontes, J. (2015). Chloride migration in structural lightweight aggregate concrete produced with different binders. Construction and Building Materials, 98, 425-436.
  13. Zega, C. J., & Di Maio, Á. A. (2011). Use of recycled fine aggregate in concretes with durable requirements. Waste management, 31(11), 2336-2340.
  14. Saravanakumar, P., & Dhinakaran, G. (2014). Durability aspects of HVFA-based recycled aggregate concrete. Magazine of Concrete Research, 66(4), 186-195.
  15. Afroughsabet, V., & Ozbakkaloglu, T. (2015). Mechanical and durability properties of high-strength concrete containing steel and polypropylene fibers. Construction and building materials, 94, 73-82
  16. Admixture, W. R. ASTM C494, Type A. Structural concrete shall contain a water reducing (plasticizing) admixture. Subject to compliance with requirements, provide one of the following products, 1.
  17. ACI-Committee. (2008). ACI 544.3 R-08 Guide for Specifying. Proportioning, and Productionof Fiber-Reinforced Concrete, ACI American Concrete Institute.
  18. ASTM, C. (2012). 1202: Standard test method for electrical indication of concrete’s ability to resist chloride ion penetration. Annual Book of ASTM Standards, 4, 7.
  19. Ahmed, H., Bogas, J. A., & Guedes, M. (2018). Mechanical behavior and transport properties of cementitious composites reinforced with carbon nanotubes. Journal of Materials in Civil Engineering, 30(10), 04018257.
  20. Carriço, A., Bogas, J. A., Hawreen, A., & Guedes, M. (2018). Durability of multi-walled carbon nanotube reinforced concrete. Construction and Building Materials, 164, 121-133.
  21. ASTM, C. (2013). Standard test method for density, absorption, and voids in hardened concrete. C642-13.‏
  22. Chaker, V. (1992). Corrosion forms and control for infrastructure. Philadelphia: ASTM.
  23. Standard, A. S. T. M. (2008). ASTM C109-standard test method for compressive strength of hydraulic cement mortars. ASTM International, West Conshohocken, PA.
  24. STANDARD, B. (2005). Non destructive testing—X ray diffraction from polycrystalline and amorphous materials.

25..JosephI.Goldstein et.al,”Scanning Electron Microscopy & X-Ray Microanalysis” Third Edition, Kluwer academic/Plenum Publishers, NewYork Boston, Dordrecht, London, MoScow, 2003.

  1. ASTM E1621-13. (2013). Standard guide for elemental analysis by wavelength dispersive X-ray fluorescence spectrometry.
  2. Liu, Z., & Beaudoin, J. J. (1999). An assessment of the relative permeability of cement systems using AC impedance techniques. Cement and concrete research, 29(7), 1085-1090.
  3. 28. Toutanji, H. A. (1999). Properties of polypropylene fiber reinforced silica fume expansive-cement concrete. Construction and Building Materials, 13(4), 171-177.
  4. MUHAMMAD, A. (2017). CREEP AND THERMAL RESPONSE OF LONG SPAN PRESTRESSED CONCRETE INTEGRAL ABUTMENT BRIDGE (Doctoral dissertation, Universiti Teknologi Malaysia).
  5. ACI Committee. (1982). State of the Art Report in Fiber Reinforced Concrete. ACI (American Concrete Institute): Farmington Hills, MI, USA.
  6. Ghodousi, P., "Effects of corrosion on the Bond and strength of Reinforced concrete Beams", Phd Thesis, Leeds University, 1992.
  7. Malhotra, V. M., & Carino, N. J. (2003). Handbook on nondestructive testing of concrete. CRC Press.

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 08 آذر 1399
  • تاریخ بازنگری: 07 آذر 1400
  • تاریخ پذیرش: 17 بهمن 1399

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار