مهندسی سازه و ساخت

مهندسی سازه و ساخت

اثر اندازه الیاف پلی‌پروپیلن بر خواص مکانیکی بتن ژئوپلیمری دو جزئی حاوی سرباره کوره آهن گدازی و خاکستربادی تحت حرارت بالا

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان
1 دانشجو دکتری، دانشگاه آزاد اسلامی واحد اراک ، اراک، ایران
2 استادیار، دانشکده فنی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد اراک ، اراک، ایران
3 استادیار، دانشکده معماری و شهرسازی، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران
10.22065/jsce.2026.376459.2993
چکیده
محدودیت‌های مواد اولیه در تولید بتن سیمانی پرتلند جهت فرایندهای ساخت و ساز، نشر گازهای گلخانه ای ناشی از تولید و هزینه بالا استفاده از مصالح و فراورده‌های جایگزین به چالشی جذاب برای مهندسین و پژوهشگران تبدیل نموده است. از این رو، بتن ژئوپلیمر حاوی الیاف به عنوان مخلوطی سازگار با محیط زیست و سازه ای با جایگزینی پوزولان‌های آلومیناسیلیکاتی به جای سیمان تلاشی قابل توجه در جایگزینی بتن سیمانی پرتلند بوده است. در این پژوهش، مخلوطی پایدار و با ویژگی‌های سازه ای محتوی الیاف پلی پروپیلن طراحی و تولید شده است. مخلوط‌های توسعه داده شده با تغییرات در اندازه الیاف پلی پروپیلن در سه طول 6،12 و 18 در نسبت‌های مختلف درصد محلول قلیایی به پوزولان مصرفی تولید و مورد ارزیابی مکانیکی و حرارتی قرار گرفت. استفاده از الیاف با طول 12 میلیمتر بهینه‌ترین اندازه از نظر مقاومتی در ساخت بتن ژئوپلیمری را دارا بوده است و مقاومت فشاری این نمونه نسبت به نمونه‌های ساخته شده با الیاف 6 و 18 میلیمتر به ترتیب 9/4 و 7/19درصد برای سن 28 روز افزایش داشته است. افزایش نسبت محلول قلیایی به پوزولان از 4/0 تا 425/0 برای نمونه‌های ژئوپلیمر نشان می‌دهد. همچنین در نمونه‌های با نسبت محلول به پوزولان برابر 4/0، بیشترین افت در دمای 700 درجه‌سانتی‌گراد مربوط به نمونه‌های حاوی الیاف 18 میلی متر و سپس 12 میلی متر بوده است و نمونه‌های GC با الیاف حاوی 6 میلی متر دارای افت کمتری بوده است. در ادامه این مطالعه، طرح‌های اختلاط بدست آمده به همراه خواص مکانیکی تحت حرارت نمونه‌ها در سن 28روز با استفاده از مدل‌های یادگیری ماشین شبکه عصبی مصنوعی و رگرسیون چندگانه خطی مدلسازی شد. مدل مبتنی بر شبکه عصبی مصنوعی دارای عملکرد قابل‌قبولی در پیش‌بینی خواص مکانیکی بتن ژئوپلیمری الیافی دو جزئی از خود نشان داده است.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

The size effect of polypropylene fiber on the mechanical properties of ternary blend geopolymer concrete containing blast furnace slag and fly ash under high temperature

نویسندگان English

Rouhallah Jafari 1
Reza Mastouri 2
Shahin Dabirian 3
1 PhD. student, civil engineering department, Islamic Azad University of Arak, Arak, Iran
2 Assistant professor, civil engineering department, Islamic Azad University of Arak, Arak, Iran
3 Assistant professor, Architecture and urban design department, Isfahan University, Isfahan, Iran
چکیده English

The limitations of raw materials in the production of Portland cement concrete for construction processes, the emission of greenhouse gases due to production and the high cost of using alternative materials and products have turned it into an attractive challenge for engineers and researchers. Therefore, geopolymer concrete containing fibers as an environmentally friendly mixture and a structure by replacing aluminosilicate pozzolans instead of cement has been a significant effort to replace Portland cement concrete. In this research, a stable mixture with structural characteristics containing polypropylene fibers has been designed and produced. The mixtures developed with changes in the size of polypropylene fibers in three lengths of 6, 12 and 18 in different percentage ratios of alkaline solution to pozzolan were produced and subjected to mechanical and thermal evaluation. The use of fibers with a length of 12 mm has the most optimal size in terms of resistance in the construction of geopolymer concrete, and the compressive strength of this sample is 4.9 and 19.7 percent, respectively, compared to the samples made with 6- and 18-mm fibers. The age has increased by 28 days. It shows an increase in the ratio of alkaline solution to pozzolan from 0.4 to 0.425 for geopolymer samples. Also, in samples with solution to pozzolan ratio equal to 0.4, the highest drop at 700 degrees Celsius was related to samples containing 18 mm fibers and then 12 mm, and GC samples with fibers containing 6 mm has less drop. In addition, the mixing designs obtained along with the mechanical properties under elevated temperature at the age of 28 days were modeled using artificial neural network and multiple linear regression models. The model based on artificial neural network has shown an acceptable performance in predicting the mechanical properties of ternary blend fiber reinforced geopolymer concrete.

کلیدواژه‌ها English

Fiber reinforced GPC
Polypropylene fiber
GGBS
Fly ash
Size effect of fiber

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 07 خرداد 1405

  • تاریخ دریافت 18 بهمن 1401
  • تاریخ پذیرش 07 خرداد 1405