مهندسی سازه و ساخت

مهندسی سازه و ساخت

اثر الیاف فلزی کوتاه به همراه سربارۀ کورۀ آهن‌گدازی و متاکائولن و میکا در خواص مکانیکی و دوام ملات ژئوپلیمری

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان
1 دانشجوی دکتری مهندسی عمران گرایش سازه، دانشکدۀ فنی و مهندسی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران.
2 استاد، دانشکدۀ فنی و مهندسی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران.
چکیده
این پژوهش قصد دارد به بررسی تأثیر استفاده از درصدهای مختلف وزنی پودر متاکائولن و میکا بر مشخصات مکانیکی و دوام آزمونه ها بپردازد. مطالعۀ اثر استفاده از الیاف فولادی با درصد حجمی 1%، بر خواص مکانیکی به ویژه مشخصات خمشی و کششی ملات ژئوپلیمر، از اهداف دیگر پژوهش حاضر است. در مجموع در این پژوهش 20 نمونه طرح اختلاط مختلف از ملات ژئوپلیمری، حاوی متاکائولن، میکا، سربارۀ کورۀ آهنگدازی و الیاف فولادی ساخته شده است. متاکائولن و میکا با درصدهای وزنی 5%، 10% و 15% با سرباره جایگزین شده‌اند. آزمایش‌های انجام شده در این پژوهش عبارتند از: مقاومت فشاری (سنین 7، 28 و 90 روز)، مقاومت خمشی در سن 28 روز، مقاومت کششی مستقیم در سن 28 روز، مقاومت فشاری پس از قرارگیری تحت حرارت های 100، 200، 400 و 600 درجۀ سانتی گراد، ضریب طاقت خمشی نمونه‌های حرارت دیده و حرارت ندیده، آزمایش جذب آب اولیه و نهایی، آزمایش مقاومت الکتریکی و در نهایت آزمایش میکروسکوپ الکترونی روبشی. نتایج حاصل از آزمایش مقاومت فشاری نشان داد که غلظت محلول هیدروکسید سدیم بر نتایج آزمایش های مذکور تأثیر چشمگیری داشته است، این موضوع به ویژه در نتایج مربوط به مقاومت فشاری در سن 7 روزه دیده شد، به طوری که افزایش غلظت هیدروکسید سدیم از 4 به 8 مول باعث شد، مقاومت فشاری 7 روزه به طور متوسط 22% افزایش یابد. این مقدار برای سن 90 روزه 6% بدست آمد. همچنین نتایج نشان دهندۀ اثر مثبت میکا بر بهبود مقاومت حرارتی تحت اثر دمای بالا (600 درجۀ سانتی گراد) بوده است. در هر دو گروه (فاقد الیاف) و (حاوی الیاف) با غلظت های هیدروکسید سدیم 4 و 8، جایگزینی 5% میکا به ترتیب باعث افزایش 14/7% و 3/3% مقاومت خمشی نسبت به نمونه شاهد حاصل شد. افزایش درصد جایگزینی میکا، کاهش مقاومت خمشی ملات ژئوپلیمری را در پی داشت.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Effect of short metal fibers, along with ground granulated blast-furnace slag, metakaolin, and mica, on the mechanical properties and durability of geopolymer mortar.

نویسندگان English

Arian Darvishalinezhad 1
Amin Gholizad 2
1 Ph.D. (c) of Structural Engineering, Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran.
2 Professor, Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran.
چکیده English

This research aims to investigate the effect of using different weight percentages of metakaolin and mica powder on the mechanical properties and durability of the samples. Studying the effect of using steel fibers with a volume percentage of 1% on the mechanical properties, especially the bending and tensile properties of geopolymer mortar, is one of the goals of this research. In total, 20 samples of different mixing plans were made from geopolymer mortar, containing metakaolin, mica, Ground granulated blast-furnace slag, and steel fibers. Metakaolin and mica were replaced by slag with weight percentages of 5%, 10%, and 15%. The tests performed in this research include compressive strength (at ages 7, 28, and 90 days), bending strength at the age of 28 days, direct tensile strength at the age of 28 days, compressive strength after exposure to temperatures of 100°C, 200°C, 400°C, and 600°C, Flexural strength coefficients of heated and unheated samples, initial and final water absorption tests, electrical resistance tests, and scanning electron microscope tests. The results of the compressive strength test showed that the concentration of sodium hydroxide solution had a significant effect on the outcomes of the aforementioned tests. Additionally, the results indicate the positive effect of mica on improving thermal resistance under high temperatures (600°C). In both groups A (without fibers) and B (containing fibers) with sodium hydroxide concentrations of 4 and 8 M, the replacement of 5% mica increased the bending strength by 14.7% and 3.3%, respectively, compared to the control sample. An increase in the percentage of mica replacement resulted in a decrease in the flexural strength of geopolymer mortar.

کلیدواژه‌ها English

Mica
Metakaolin
Geopolymer Mortars
Durability
Short Steel Fibers
Scanning Electron Microscope
Ground Granulated Blast Furnace Slag
Mechanical Properties

  • تاریخ دریافت 13 آبان 1403
  • تاریخ بازنگری 03 تیر 1404
  • تاریخ پذیرش 20 تیر 1404