Embed Size (px)
Citation preview
های بازیافتیحاوی افزودنی سیمانی یزساختار ملاتو ر جذب آبمکانیکی، خواص مطالعه
*2، مجید قلهکی 1قاسم پاچیده
[email protected]دانشجوی دکتری سازه، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران، -1
[email protected] دانشیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران، -2
چکیدهامروزه با توجه به بحث های زیست محیطی و تأثیرات سوء استفاده از سیمان بر طبیعت، استفاده از مواد بازیافتی در بتن یا ملات افزایش
ین مقاله در ایافته است. در واقع می توان برخی از مواد بازیافتی را بعنوان جایگزین بخشی از سیمان مصرفی در بتن یا ملات استفاده نمود.
،%28و 21، 14، 7با مقادیر به ملات سیمانی مرغپوسته تخم تیک، شیشه ولاس های آهن،چهار نوع ماده بازیافتی شامل پودر جایگزینی با
. آزمایشات مقاومتی و بررسی گردیدمطابق استاندارد و خواص ریزساختار آن جذب آبکششی، خصوصیاتی از قبیل مقاومت فشاری و
استفاده نتایج نشان دادند که روزه انجام شدند. 90و 56، 28، 7در سنین آوری و آزمایش جذب آب روز عمل 28ز ا ریزساختار نمونه ها پس
،افزودنی مواد %28تا میزان استفاده از افزایش می دهند. %14تا حداکثر مقاومت فشاری را ، %14تا استفاده شده افزودنیمواد تمامی از
داشت. همچنین مقاومت کششی بیشتری در بر خواهد افزودنی مواد %7استفاده از که شاهد بیشتر بوده ی نسبت به نمونهمقاومت کشش
کمتر از سایر نمونه ها می باشد که این مسأله بخوبی در %35تا حدود های حاوی پودر شیشه و پوسته تخم مرغ میزان جذب آب نمونه
قابل مشاهده می باشد. SEMآزمایش
.SEM، جذب آبضایعاتی، خصوصیات مکانیکی، های افزودنی، ملات سیمانی :کلیدی کلمات
مقدمه -1. در آخرین مطالعات ]1-5[بسیاری از کشورها در مورد نحوه استفاده دوباره از مواد زائد برای جلوگیری از آسیب به محیط زیست کار می کنند
یافته اقدامات جدی در جهت محافظت از محیط زیست در برابر مواد بازیافتی دارند، در گزارش داد که کشورهای توسعهسنده پیشین، نوی
حالی که بسیاری از کشورهای در حال توسعه آن ها را از دست می دهند. مطالعات مختلف ادعا می کنند که مواد بازیافتی می توانند برای
. استفاده ]6[ن افزودنی ها برای استفاده موثر از منابع طبیعی و جلوگیری از مشکلات محیطی استفاده شوند تولید محصولات جدید و به عنوا
.]8و7[از مواد زائد در تولید بتن نیز در برخی مطالعات دیگر مورد توجه قرار گرفته است
مرغ متوسط وزن پوسته آن با اندازه تخممرغ استفاده شد. ، برای بهبود مقاومت و نفوذپذیری بتن از پودر پوسته تخم]9[ مطالعه اخیریک در
مرغ دور ریخته می شود که می تواند برای استفاده کارخانجات صنعتی مفید باشد. هزارتن پوسته تخم 4/8گرم بوده که سالیانه حدود 9الی 8
با توجه به توسعه سریع صنعت در جهان، مشکلات است.امروزه با افزایش توسعه صنعت، نیاز به تولید انرژی نیز به سرعت در حال افزایش
ز مواد زائد مرغ ازیست محیطی بیشتر و بیشتر شده است که امری اجتناب ناپذیر است. بطور گسترده ای شناخته شده است که پوسته تخم
برای دفع نیاز به مدیریت خاص دارند، مرغ از آنجا که پوسته های تخمآوری است. پزی قابل جمعهای شیرینی کارگاهکارخانجات صنعتی و
اهی تأثیر افزودن پودر پوسته به بررسی آزمایشگ 2014و همکاران در سال گوسیکا .]10[استفاده صنعتی آنها از اهمیت زیادی برخوردار است
ACCEPTED MANUSCRIPT
، 10، 5بجای سیمان عبارتند از رغ مایگزینی پودر پوسته تخممرغ به عنوان جایگزین بخشی از سیمان در بتن پرداختند. درصدهای جتخم
بجای مرغپودر پوسته تخم %5روزه عمل آوری تعیین شد. طبق نتایج، با جایگزینی 28. مقاومت فشاری نمونه ها پس از %30و 25، 20، 15
ت مکانیکی و به بررسی خصوصیا 2015و همکاران در سال بینیسی. ]11[سیمان موجود در بتن، کاهش شدیدی در مقاومت فشاری رخ داد
سنجی مرغ پرداختند. در واقع هدف اصلی تحقیقات آن ها، امکانرادیواکتیوی ملات های سیمانی حاوی سیمان، ماسه و پودر پوسته تخم
مرغ در ملات بعنوان محافظت ساختمان ها در برابر اشعه تابش خورشید می باشد. همچنین به منظور بررسی استفاده از پودر پوسته تخم
ان دادند که وجود روزه نیز مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج نش 90و 28، 7کیفیت آن، مقاومت فشاری و خمشی نمونه ها در سنین کنترل
. ]12[ملات در برابر اشعه رادیواکتیو افزایش یافت مت فشاری و خمشی شده، اما مقاومتمرغ در ملات سبب کاهش مقاوپودر پوسته تخم
بعنوان جایگزین مواد سیمانی در فوم بتن %10و 5/7، 5، 5/2 مقادیرمرغ با با افزودن پودر پوسته تخم 2018ل ر ساو همکاران د تیونگ
نمونه شده و دوام و تغییرات حجمی در مرحله گیرش نهاییمرغ سبب کاهش یافتند که افزودن پودر پوسته تخمسبک به این نتیجه دست
رسیدند که افزودن به این نتیجه 2019و همکاران در سال بالتو. ]13[افزایش می دهد %5جایگزینی مقدارمقاومت فشاری و خمشی را تا
مرغ و خاکستربادی به کامپوزیت سیمانی سبب کاهش هدایت حرارتی آن شده بدون اینکه از کارایی، مقاومت و جذب آب پودر پوسته تخم
آن کاسته شود. همچنین می توان از این ترکیب، جهت کارهای گچکاری ساختمان استفاده نمود که سبب صرفه جویی در انرژی به کمک
.]14[استفاده از مواد زائد خواهد شد
ن منظور پودر شیشه با مقادیر به بررسی دوام ملات سیمانی حاوی پودر شیشه پرداختند. بدی 2012در سال فالما ماتوس و سوساکوتینهو ما
بعنوان جایگزین سیمان، به ملات افزوده شد. نتیجه آزمایش آن ها نشان داد که پودر شیشه سبب بهبود دوام ملات سیمانی می %20و 10
20%پودر شیشه بجای سیمان به این نتیجه دست یافتند که افزودن جایگزینی %20تا 0قیق دیگری محققان با جایگزینی در تح .]15[شود
از تحقیقات .]16[ر شیشه استفاده نشده باشد، شده است پودر شیشه سبب شاخص های زیست محیطی پایدارتری نسبت به حالتی که از پود
سیمان پرتلند %25تا 10جایگزینی در مقادیر مترمیکرو 75قبلی انجام شده، این واقعیت ثابت شده است که ذرات شیشه با اندازه کمتر از
به این نتیجه رسیدند ]17[و همکاران ابدوعلیمعمولی، نتایج مطلوبی در تولید ملات و بتن ایجاد می کنند. در تحقیقات ارائه شده توسط
چنمتر به مخلوط ملات یا بتن، نتایج مناسبی در بر خواهد داشت. علاوه بر این، میکرو 75که جایگزینی یا افزودن پودر شیشه با اندازه ذرات
بعنوان جایگزین سیمان %50تا 40توان میکرومتر را می 300تا 38به این نتیجه دست یافتند که ذرات شیشه با اندازه ذرات ]18[و همکاران
، بر روی واکنش پوزولانی در جایگزینی میکرومتر 150تا 38یشه استفاده از ذرات ش ]19[و همکاران شاواستفاده نمود. طبق تحقیقات
سبب کاهش مقاومت فشاری در مقایسه در ملات گزارش دادند که استفاده از پودر شیشه ]20[و همکاران Liuسیمان تأثیرگذار می باشد.
گزارش دادند که ]21[و همکاران ونگدهد. می را افزایش CASAHشده اما سرعت فرآیند هیدراتاسیون و سرعت ایجاد ژل با نمونه شاهد
و سای ی شود.روزه م 28بجای سیمان پرتلند معمولی سبب افزایش دوام ملات در سن مرغجایگزینی پودر پوسته تخم %10استفاده از
نتایج قلیایی ملات های سیمانی پرداختند.-به بررسی تأثیر افزودن پودر نانوسیلیس و پودر شیشه بر واکنش سیلیکا 2019همکاران در سال
.]22[قلیایی می شود -پودر شیشه و یا ترکیب این دو، سبب کاهش واکنش سیلیکا %10نانوسیلیس یا %2نشان دادند که افزودن
به بررسی قابلیت استفاده از پودر لاستیک و خاکستربادی با سیمان پرتلند در ملات سیمانی پرداختند. 2009در سال و دگیرمنسیایلماز
نتایج آن ها نشان داد که با افزودن پودر لاستیک به ملات سیمانی، مقاومت فشاری و درصد جذب آب کاهش یافته اما با افزودن خاکستربادی
به مطالعه و بررسی دوام بتن خودتراکم حاوی پودر لاستیک بازیافتی 2013و همکاران در سال هریانگ .]23[زایش می یاید مقاومت فشاری اف
پودر لاستیک بجای سیمان بیشتر از %5پرداختند. نتایج نشان دادندکه مقاومت فشاری بتن خودتراکم با جایگزینی %20، و 10، 5به مقادیر
و همکاران در سال چنی. ]24[افزایش می یابند %20مچنین با جایگزینی پودر لاستیک، پدیده خزش در بتن تا نمونه شاهد می باشد. ه
بعنوان جایگزین %25و 20، 15، 10، 5 مقادیربه مطالعه و بررسی خصوصیات دوام ملات های سیمانی حاوی پودر لاستیک بازیافتی با 2019
د که استفاده از پودر لاستیک بازیافتی در ملات های سیمانی سبب کاهش حرارت هیدراتاسیون و سیمان پرداختند. نتایج آن ها نشان دا
.]25[می شود %20افزایش مقاومت در برابر خوردگی تا حدود
بازیافتی در ملات های سیمانی، علیرغم وجود تحقیقاتی بصورت افزودنی بنابراین با مطالعه و بررسی تحقیقات اخیر در زمینه استفاده از مواد
بازیافتی با یکدیگر بصورت یکجا مورد ارزیابی و مقایسه قرار نگرفته افزودنی پراکنده در زمینه های مختلف، اما تاکنون عملکرد چند نوع ماده
بعنوان جایگزین بخشی از %28و 21، 14، 7، 0رغ با مقادیر ماست. در این مقاله با جایگزینی پودرهای شیشه، آهن، لاستیک و پوسته تخم
ACCEPTED MANUSCRIPT
به کمک سیمان موجود در ملات سیمانی به بررسی تغییرات مقاومت فشاری، مقاومت کششی، درصد جذب آب و خواص ریزساختار آن
.دنکششی پیشنهاد شد جهت تعیین مقاومت فشاری و خطی پرداخته شد. در نهایت با رگرسیون نتایج حاصله، روابطی SEMآزمایش
آزمایشگاهی برنامه -2 های، نمونهجذب آبو متر جهت انجام تست مقاومت فشاریسانتی 5×5×5به ابعاد استاندارد مکعبی های نمونه مطالعه برای انجام این
ه شیشه، پودر لاستیک و پودر پوستپودر آهن، پودر %28و 21 ،14، 7برای انجام تست مقاومت کششی در مقادیر استاندارد پاپیونی )بریکت(
سیمان در ملات سیمانی بخشی از بعنوان جایگزین های استفاده شده(برای تمامی افزودنی میکرومتر 60الی 50با اندازه ذرات ) مرغتخم
روزه انجام شد. 90و 56، 28، 7آزمایش جذب آب مطابق استاندارد در سنین همچنین . ندساخته شد
اختلاط طرح مصالح مشخصات -1-2
)پرکاربردترین و مناسبترین نوع سیمان در شرایط محیطی معمولی( تولیدی کارخانه 2سیمان استفاده شده در اختلاط ملات، از نوع تیپ
می باشد. %8/2و جذب آب 7/2، وزن مخصوص 76/2با ضریب نرمی سیمان شاهرود و ماسه مصرفی نیز از نوع طبیعی دوبار شور تیزگوشه
تولیدی C20ب مصرفی در ساخت ملات، آب شرب شهر تهران بوده و روان کننده مصرفی نیز از نوع ابر روان کننده کربوکسیلاتی رده آ
مورد مصالح مشخصات 1 جدول. ندتهیه شدکارخانجات از مواد بازیافتی و پرتیهای استفاده شده افزودنیکارخانه بتن شیمی خاتم می باشد.
.دهدمی نشان را آزمایش مورد ملات های ساخت در استفاده
ملات: مشخصات مصالح مصرفی در 1جدول
شاهرود 2تیپ سیمان
طبیعی دوبار شور ماسه
آب شرب تهران آب
ابر روان کننده کربوکسیلاتی روان کننده
انجام در آزمایشگاه مکانیک خاک معدن شن و ماسه تیغاب ورامین بندی آزمایش دانه، ملاتبر روی مصالح سنگی مورد استفاده در ساخت
ا توجه به اینکه در ملات های سیمانی صرفاً می توان از ماسه شود. باطلاق میمتر ماسه میلی 5ذرات کوچکتر از طبق این پژوهش، بهشد. بر
نشان داده شده است. 1بوده و منحنی دانه بندی آن در شکل استفاده نمود، بنابراین تنها مصالح سنگی بکار رفته در اختلاط ملات، ماسه
بوده و محدوده وسیعی از اندازه ها را در بر گرفته است.همانطور که ملاحظه می شود، سنگدانه ها از پیوستگی مناسبی برخوردار
: منحنی دانه بندی ماسه1شکل
مصرفی ملات اختلاط طرح -2-2
ACCEPTED MANUSCRIPT
نظر در 4/0با برابر سیمان به آب نسبت ،را نشان می دهدساخته شده ملات نمونه های که جزئیات طرح های اختلاط 2جدول مطابق
الی 50ای با اندازه ه های بازیافتیافزودنی، بعنوان جایگزین سیمان مصرفی می باشدافزودنی مواد استفاده از کاربرداز آنجایی که .شد گرفته
متفاوت سیمان و و جذب آب . با توجه به خاصیت گیرشجایگزین سیمان در ملات شدند %28و 21، 14، 7، 0با مقادیر میکرومتر و 60
ساز کربوکسیلاتی تولید وزنی سیمان(، از ابر روان %5تا 1که به روانی مطلوب برسد ) های مصرفی، به مقادیر مورد نیاز تا حدیافزودنی
به مرغپودرهای آهن، لاستیک، شیشه و پوسته تخمهمچنین مدول نرمی استفاده شد.نمونه های ملات در ساخت شرکت بتن شیمی خاتم
.94/2و 15/3، 42/5، 8/1ترتیب عبارتند از
ها )کیلوگرم بر مترمکعب(طرح : خلاصه2جدول
طرح ماسه
(1/2)درصد رطوبت = آب سیمان
افزودنیدرصد روان کننده
0 7 14 21 28
A 1287 770 308 0 - - - - 0
EP-7% 1287 716 308 54 - - - 7
EP-14% 1287 662 308 - - 108 - - 11
EP-21% 1287 5/608 308 - - 5/161 - 14
EP-28% 1287 5/554 308 - - - - 5/215 18
GP-7% 1287 716 308 - 54 - - - 5
GP-14% 1287 662 308 - - 108 - - 5/6
GP-21% 1287 5/608 308 - - - 5/161 - 8
GP-28% 1287 5/554 308 - - - - 5/215 10
IP-7% 1287 716 308 - 54 - - - 0
IP-14% 1287 662 308 - - 108 - - 0
IP-21% 1287 5/608 308 - - - 5/161 - 5/4
IP-28% 1287 5/554 308 - - - - 5/215 5
RP-7% 1287 716 308 - 54 - - - 12
RP-14% 1287 662 308 - - 108 - - 17
RP-21% 1287 5/608 308 - - - 5/161 - 23
RP-28% 1287 5/554 308 - - - - 5/215 29
های و نمونه Aدر آن بکار نرفته باشد( با حرف افزودنی گونه ای که هیچشاهد )نمونه شود، نمونهمشاهده می 2از جدول همانطور که
RPو EP (Egg Powder) ،GP (Glass Powder) ،IP (Iron Powder)به ترتیب با حرف شیشه، آهن و لاستیک مرغ،پودر پوسته تخمحاوی
(Rubber Powder) نمایانگر درصد جایگزینی ، (%28 - %21 - %14 - %7) هاحرفنوشته شده در کنار اعدادهمچنین اند. ن داده شدهنشا
د.نباشآن ها با سیمان در اختلاط ملات می
آزمایش روش -3-2
روز قرارگیری در حوضچه آب انجام 90و 56، 28، 7پس از ]ASTM C192 ]26 استاندارد مطابق هانمونه آوریعملنحوه ساخت و
در نمونه گیرینمونهفرآیند سپس ساخته، کننده روان ابر وافزودنی همراه به ملات مخلوط( اختلاط طرحطبق ) نظر مورد میزان به ابتدا. شد
جهت پایپونی )بریکت( استانداردهای ، نمونه و جذب آب متر جهت انجام تست مقاومت فشاریسانتی 5×5×5به ابعاد استاندارد های مکعبی
باز هاقالب ساعت 24 مدت از پس. گردید ویبره بار هر در و ملات ریخته شده مرحله سه در قالب، هر. شد انجامانجام تست مقاومت کششی
ACCEPTED MANUSCRIPT
حوضچه داخل از آوری،عمل مدتپایان از پس هانمونه و داده قرار گرادسانتی درجه 23±2 حدود دمایدر آب حوضچه داخلنمونه ها وشده
شدند. آب خارج
فشاری و مقاومت اتآزمایش تحت جک زیر در پس از اینکه آب سطحی نمونه ها گرفته شد، ،هانمونه آوریفرآیند عمل اتمام از پس
-EN-12390 استاندارد طبق ثانیه بر مگاپاسکال 5/0 برای انجام آزمایش مقاومت فشاری برابر ستگاهد بارگذاری سرعت. گرفتند قرار کششی
شده است. همانطور که ملاحظه می شود، ارائهآوری تصاویر برخی از نمونه ها پس از اتمام فرآیند عمل 2در شکل .گردید انتخاب ]27[ 13
نمونه های حاوی پودر لاستیک بعلت عدم چسبندگی مناسب با خمیر سیمان، دارای تخلخل بیشتری نسبت به سایر نمونه ها می باشد.
ی از اکسیدشدن همچنین در نمونه های حاوی پودر آهن، ذرات آهن بر روی سطح نمونه قابل مشاهده بوده و زنگاره قهوه ای رنگ که ناش
مرغ نیز ذرات سفیدرنگ روی سطح نمونه قابل مشاهده ر نمونه های حاوی پودر پوسته تخمآهن می باشد، روی سطح نمونه را پوشانده است. د
بوده و سطح روی نمونه های حاوی پودر شیشه بعلت خاصیت کریستاله آن، کاملًا صیقلی می باشد.
EP الف(
GP ب(
RP ت( IP پ(
آوری: تصاویر نمونه ها پس از پایان عمل2شکل
هاانجام آزمایش و بررسی نمونه -3در سنین روزه و آزمایش جذب آب 28ن آوری نمونه ها، آزمایشات مقاومت فشاری و کششی در سپس از انجام مراحل ساخت و عمل
در ملات، آزمایش افزودنی روزه بر روی نمونه ها انجام شد. همچنین به منظور بررسی عملکرد ریزساختار استفاده از مواد 90و 56، 28، 7
SEM .بر روی نمونه ها انجام شد
مقاومت فشاریآزمایش -1-3
مکعبی به های آزمایش مقاومت فشاری بر روی نمونهانجام شد. ]ASTM C109 ]28 استانداردطبق ها آزمایش مقاومت فشاری نمونه
تصاویر 3در شکل .انجام شد مگاپاسکال بر ثانیه 5/0کیلونیوتن و سرعت بارگذاری 2000توسط جک هیدرولیک با ظرفیت مترسانتی 5د ابعا
برخی از نمونه ها پس از پایان آزمایش مقاومت فشاری آورده شده است. همانطور که ملاحظه می شود، ذرات نمونه حاوی پودر لاستیک پس
از پایان تست بصورت کاملًا منفک مشاهده می شود که می تواند بعلت عدم چسبندگی مناسب ذرات لاستیک و خمیر سیمان و سنگدانه ها
درجه قطری رخ داده است که 45زاویه بصورت شکست از وسط سنگدانه ها و با، شکست کلیه نمونه ها 3همچنین طبق شکل می باشد.
نشان از این مطلب دارد که هنگام شکست، به ظرفیت نهایی خود رسیده اند.
ACCEPTED MANUSCRIPT
ب( نحوه شکست نمونه ها الف( نمونه حاوی پودر لاستیک
پایان آزمایش مقاومت فشاری : تصاویر نمونه ها پس از3شکل
ه شده بجای سیمان آورده استفادافزودنی جایگزینی ونه ها بر حسب میزان افزایش درصدروند تغییرات مقاومت فشاری نم 4در شکل
مگاپاسکال بوده که به عنوان معیاری برای 6/15برابر ( A)ملاحظه می شود، مقاومت فشاری نمونه شاهد 4همانطور که از شکل شده است.
سبب افزایش RPو EP ،IP، افزودن %7ینی زگاند، بررسی می شود. در مقدار جایهایی که جایگزین سیمان شده افزودنی ارزیابی عملکرد
نسبت %5مقاومت فشاری ملات را در حدود GP %7شده است. اما افزودن %17و 26، 18مقاومت فشاری نسبت به نمونه شاهد به ترتیب
به نمونه شاهد کاهش داده است که این مسأله می تواند مربوط به این موضوع باشد که در این مقدار، فعالیت سیلیس موجود در شیشه
و 15ومت فشاری تا حدود در ملات، مقا GPکربنات موجود در سیمان شود. اما با افزایش مقدار استفاده از نتوانسته است جایگزین کلسیم
افزایش یافته است که در مقایسه با سایر نمونه ها، مشاهده می شود که روند افزایشی داشته است. اما بطور کلی در مابقی نمونه ها، با 36%
، در مابقی نمونه RPحاوی ، از مقدار مقاومت فشاری کاسته شده است، با این وجود تقریباً بجز نمونه های افزودنی افزایش میزان استفاده از
( مقاومت فشاری همچنان بیشتر از نمونه شاهد می باشد. اصولاً با توجه به اینکه مواد پلاستیکی توانایی چسبندگی و گیرش IPو EPها )
نمونه را در بر به علت اینکه حجم زیادی از فضای %28و 21، 14در مقادیر جایگزینی RPمناسب با خمیر سیمان ندارند، لذا استفاده از
نسبت به نمونه ( و %55خواهد گرفت، باعث کاهش چسبندگی شده و مقاومت فشاری دچار کاهش شدیدی نسبت به نمونه شاهد )حدود
( شده است.%62)حدود RP %7حاوی
های بازیافتی بکار رفته شده، می توان به این نتیجه افزودنی همچنین بطور کلی در خصوص مقاومت فشاری نمونه های ملات حاوی
جایگزینی عملکرد مطلوبی خواهد داشت. البته اندازه ذرات پودرهای بازیافتی بکار برده شده نیز %14تا میزان افزودنی رسید که استفاده مواد
د بود.می تواند در مقادیر مقاومت ها موثر باشد، که برای تحقیقات آتی قابل ارزیابی خواه
در نگاهی دیگر، از بعد مسائل اقتصادی و زیست محیطی نیز می توان نتایج را مورد ارزیابی قرار داد. از آنجایی که تولید و استفاده از
سیمان در ملات یا بتن، سبب آلایندگی و تخریب محیط زیست شده و متحمل هزینه های زیادی خواهد بود، لذا می توان با رسیدن به
های بازیافتی، مسأله اقتصادی و زیست محیطی را نیز تا حدودی مرتفع ساخت. طبق نتایج، افزودنی شاری مناسب و با بکار بردن مقاومت ف
که از دورریز مواد موجود در صنایع مختلف بدست آمده است، کاملًا مقرون به صرفه بوده و آثار تخریبی کمتری IPو EP ،GPاستفاده از
ر خواهد داشت، چراکه مقاومت فشاری آن ها تقریباً برابر یا بیشتر از نمونه شاهد حاصل شده است.برای محیط زیست در ب
ACCEPTED MANUSCRIPT
: نمودار مقاومت فشاری نمونه ها4شکل
در ، عدد مناسبی است.RPتغییرات مقاومت فشاری نمونه ها بجز نمونه های حاوی می توان دریافت که 4با نگاهی دیگر به نتایج شکل
مقاومت فشاری افزایش یافته و سپس به تدریج کاسته شده است و از روند تغییرات می توان %14، تا مقدار جایگزینی EPحاوی یهانمونه
اما در بجای سیمان، مقاومت فشاری نمونه ها از مقدار مقاومت فشاری نمونه شاهد کمتر خواهد شد. EP %28حدس زد که استفاده بیش از
مقاومت فشاری %28و 21مقاومت فشاری نمونه ها همواره رو به افزایش بوده بطوری که در مقدار جایگزینی GP های حاویخصوص نمونه
پودر شیشه روند تغییرات %28از نمونه شاهد نیز بیشتر شده است. اما نمی توان بطور قطع اظهار نظر نمود که برای مقادیر استفاده بیش از
، همواره مقاومت فشاری کاهش یافته با این تفاوت افزودنییش مقدار استفاده از ازفابا RPو IPه های حاوی در نمونکاهشی یا افزایشی است.
جایگزینی، مقاومت فشاری نسبت به نمونه شاهد %14پس از RPجایگزینی و در نمونه های حاوی %28پس از IPکه در نمونه های حاوی
نیز کمتر شده است.
کششیمقاومت آزمایش -2-3
استفاده شد. روش انجام ]ASTM C190 ]29طبق استاندارد نمونه مستقیم کشش برای انجام آزمایش مقاومت کششی نمونه ها، از روش
مرکز اعمال بار توسط جک ثابت می نمونه بصورت قائم بین دو فک دستگاه قرار گرفته بطوری که دقیقاً درآزمایش بدین صورت است که
جک. تا مرحله شکست نمونه بار را وارد می کند، بصورت اتوماتیک کششی ی قائمسپس جک هیدرولیک مورد نظر با اعمال نیرو شود.
تصویر نحوه انجام آزمایش 5در شکل .کندبر ثانیه بار را اعمال می دکانیوتن یکبوده و با سرعت دکانیوتن 150هیدرولیک دارای ظرفیت
نه های ملات آورده شده است.مقاومت کششی بر روی نمو
ACCEPTED MANUSCRIPT
نحوه انجام آزمایش مقاومت کششی: 5شکل
تغییرات مقاومت کششی نمونه ها آورده شده است. همانطور که ملاحظه می شود مقاومت کششی نمونه شاهد برابر روند 6شکل در
مونهکمتری دارد، بطوری که این مقدار مقاومت در نمقاومت کششی افزودنی %7مگاپاسکال می باشد که از تمامی نمونه های حاوی 11/1
ن کربنات بیشتریبنابراین به دلیل وجود ترکیبات کلسیم می باشد. 26/1و 41/1، 22/1، 65/1به ترتیب برابر RPو EP ،GP ،IPحاوی های
RPدر نمونه های حاوی ن می باشد.بوده که برخی از مواد تشکیل دهنده آن مشابه سیما EPمقاومت کششی مربوط به نمونه های حاوی
روند کاهشی شدیدی در مقاومت کششی رخ داده است که مربوط به عدم چسبندگی مواد پلاستیکی با خمیر سیمان می باشد. در سایر نمونه
به تدریج از این مقاومت IPو EPها و در درصدهای مختلف، مقاومت کششی از نمونه شاهد بیشتر بوده با ذکر این مسأله که در نمونه های
مشابه روند GPجایگزینی، مقاومت کششی نزدیک به نمونه شاهد خواهد داشت و همچنین در نمونه های %28کاسته شده که در مقدار
ه مگاپاسکال رسید 44/1به عدد %28تغییرات مقاومت فشاری، مقاومت کششی نیز پیوسته رو به افزایش می باشد تا در مقدار جایگزینی
است.
جایگزینی %28توصیه می شود، در مابقی نمونه ها می توان تا مقدار %7که فقط تا مقدار جایگزینی RPبنابراین بطور کلی بجز نمونه های
رانتظار مقاومت کششی مطلوبی را داشت. به این نکته نیز توجه شود که اندازه ذرات پودرهای بازیافتی مورد استفاده و طرح اختلاط موردنظ
ها، نیز می تواند تأثیر زیادی بر روی نتایج بگذارد. لذا جهت حفظ حاشیه اطمینان و سیر نزولی تغییرات مقاومت کششی در برخی نمونه
جایگزینی محدود شود. %14که در این مقاله بکار برده شدند، نهایتاً به مقدار افزودنی توصیه می شود بطور کلی استفاده از این چهار نوع
ود اینکه عمدتاً مقاومت فشاری معیار ارزیابی ترکیبات سیمانی اعم از ملات، بتن و... می باشد، اما ضروری است که در قسمت با وج
مقاومت کششی نیز به مسأله اقتصادی و زیست محیطی توجه نمود. در نتیجه با برآیندگیری نتایج حاصله و بهبود اقتصاد و شرایط محیطی،
ترین حالت، احتمالبدبینانه های بازیافتی به جای سیمان را در همه حالات توصیه نمود. چراکه درافزودنی قادیر کممی توان استفاده از م
ندارد تا چند درصدی نیز از مقاومت نمونه کاسته شود، اما با توجه به ملحوظات اجرایی و ضرایب ایمنی درنظر گرفته شده توسط طراح، با ای
بازیافتی استفاده نمود، بطوری که علاوه بر مسائل فنی، مسائل زیست محیطی و اقتصادی نیز تا حد امکان افزودنی اد وجود می توان از این مو
مرتفع شود.
ACCEPTED MANUSCRIPT
: نمودار مقاومت کششی نمونه ها6شکل
میانگین روند تغییرات مقاومت RPدر تمامی نمونه ها بجز نمونه های می توان دریافت که 6با نگاهی دیگر به نتایج حاصل از شکل
مقدار مقاومت کششی بیشتر از نمونه شاهد RPمتغیر است. در تمامی نمونه ها بجز نمونه های %25تا 13کششی مثبت بوده بطوری که از
و بطوری که در مقدار ، از مقدار مقاومت کششی کاسته شده افزودنیبا افزایش مقدار استفاده از IPو EPبوده، بگونه ای که در نمونه های
می باشد. این بدین معنی است که احتمال دارد با افزایش بیش از این %0+ و 5جایگزینی درصد افزایش مقاومت کششی به ترتیب برابر 28%
به هیچ عنوان توصیه نمی شود. اما در %28( مقاومت کششی نمونه ها از مقدار نمونه شاهد کمتر شود. لذا مقدار استفاده بیش از 28%مقدار )
به دلیل داشتن مواد سیلیسی و خاصیت چسبندگی مناسب سیلیس با افزایش مقدار استفاده، مقاومت کششی نیز افزایش GPنمونه های
یافته است.
–س لییاستفاده شده دارای ترکیباتی شبیه به سیمان )سافزودنی طالب فوق، می توان به این نکته اشاره نمود که هر چه با جمع بندی م
کربنات و...( باشد، عملکرد بهتری در بهبود مقاومت کششی و یا فشاری خواهد داشت.کلسیم
آزمایش جذب آب -3-3
ASTM C642استاندارد اساس بر روزه 90و 56، 28، 7سنین در و مترسانتی 5 دابعا به مکعبی هاینمونه روی بر آب جذب آزمایش
برای آمده بدست آب جذب مقادیر از گیری میانگین اساس بر نهایی آب جذب شده که ساخته مکعبی نمونه سه طرح هر از .شد انجام ]30[
از و پس گردیده خارج آب از گراد،سانتی درجه 23±2 ثابت دمای با آب هایآوری در حوضچهعمل از پس را هانمونه. شد محاسبه نمونه هر
24 مدت به گرادسانتی درجه 110 الی 100 دمای کوره با داخل در خشک وزن تعیین جهت آزمایشگاه، محیط در تدریجی شدن خشک
. شدند توزین گرم 1/0با دقت دیجیتال ترازوی توسط محیط دمای به رسیدن از و پس خارج گرمکن از هانمونه سپس .شدند قرارداده ساعت
دو تفاضل که پیدا کرده ادامه آنجا تا فرآیند این .گردیدند توزین سپس و شده قرارداده در کوره نمونه ها دیگر ساعت 24 برای آن از پس
هانمونه تدریجی شدن خنک از پس .گردید یادداشت نمونه خشک وزن عنوان به توزین آخرین. شود خشک وزن %5/0 از کمتر متوالی توزین
گرادسانتی درجه 21 با دمای آب حوضچه داخل به هاخشک، نمونه سطح با اشباع نمونه وزن آوردن بدست برای آزمایشگاه، محیط در
خشک، حوله توسط سطحی رطوبت کردن خشک از و پس خارج مذکور حوضچه از ساعت 48حداقل گذشت از پس هانمونه. شدند بازگردانده
همان به و دوباره گردیده خارج حوضچه از و سپس شده نگهداری حوضچه همان در ساعت 24 مدت به دوباره مذکور هاینمونه. شدند توزین
آخرین در پایان،. تر باشدسنگین وزن %5/0 کمتر از متوالی توزین دو اختلاف که کندمی پیدا ادامه تا جایی روند این. شدند توزین قبلی شیوه
شده است. محاسبه آب جذب درصد و گردیده یادداشت خشک سطح با اشباع وزن عنوان به توزین
.داده شدند، به نمایش در آمده است نمونه ها جهت انجام آزمایش جذب آب هنگامی که درون گرمکن الکتریکی قرار تصویر 7در شکل
ACCEPTED MANUSCRIPT
: تصاویر نمونه ها درون گرمکن الکتریکی7شکل
بطور کلی عمده تغییرات آورده شده است. 11تا 8روزه در اشکال 90و 56، 28، 7نتایج حاصل از آزمایش جذب آب نمونه ها در سنین
روزه می باشد. همچنین با 28و 7جذب آب نمونه ها با افزایش سن نمونه، بصورت افزایش بوده که بیشترین درصد افزایش مربوط به سن
روزه رخ نداده است که می تواند به این علت باشد که 90 و 56، 28ذب آب نمونه ها در سنین ییرات چندانی در درصد جتوجه به نتایج، تغ
روز به مقاومت و گیرش نهایی خود می رسد. 28ماده چسبنده اصلی نمونه های ملات ساخته شده سیمان پرتلند تیپ دو بوده که در سن
روزه بگونه 90و 56ی از قبیل میکروسیلیس، زئولیت، خاکستر بادی و... بودند، طبیعتاً نتایج در سنین های مصرفی انواع دیگرافزودنی اگر
روزه بررسی نمود. درصد جذب آب نمونه شاهد در سنین 28و 7ای دیگر می شد. بنابراین معیار ارزیابی را می توان بر حسب نتایج در سنین
کمتر از نمونه شاهد بوده که بدین معنی IPو EPنمونه های حاوی آب می باشد. درصد جذب %5/19و 5/9روزه به ترتیب برابر 28و 7
با افزایش می باشد. %5/9و 12که این مقدار به ترتیب تا شدهو آهن سبب کاهش جذب آب ملات پوسته تخم مرغاست که افزودن پودر
استفاده از پودر شیشه، به تدریج از مقدار جذب آب نمونه ها کاسته شده است، بنابراین انتظار می رود مقاومت فشاری و کششی به تدریج
تب روزه جذب آب به مرا 28بوده که در سن %7افزایش یابد. اهمیت استفاده از پودر پوسته تخم مرغ و آهن در ملات، در مقدار استفاده از
روزه دارد که این روند کاهشی در سنین بالاتر نیز رخ داده است. 7کمتری نسبت به نمونه شاهد در مقایسه با سن
روزه 7 سن در افزودنی نوع حسب بر درصد جذب آب نمونه ها :8شکل
ACCEPTED MANUSCRIPT
روزه 28 سن در افزودنی نوع حسب بر درصد جذب آب نمونه ها :9شکل
روزه 56 سن در افزودنی نوع حسب بر درصد جذب آب نمونه ها :10شکل
ACCEPTED MANUSCRIPT
روزه 90 سن در افزودنی نوع حسب بر درصد جذب آب نمونه ها :11شکل
ارائه شده است. همانطور که ملاحظه 12به منظور درک بهتر و مقایسه بین نتایج حاصل از آزمایش جذب آب، نمودار تجمعی بصورت شکل
90و 56، 28روز می باشد و در سنین 28تا 7در تمامی نمونه ها بیشترین تغییر در مقدار جذب آب مربوط به حدفاصل سنین می شود،
IPو RPبطور کلی بیشترین و کمترین مقدار جذب آب مربوط به نمونه های روزه تغییرات چندانی در مقادیر جذب آب مشاهده نشده است.
، مقدار جذب آب نیز افزایش یافته که به تبع آن از مقدار مقاومت های فشاری افزودنیمی باشد. همچنین در کلیه نمونه ها با افزایش مقدار
در ملات، از مقدار جذب آب ملات کاسته شده است که به افزودنی با افزایش مقدار GPو کششی نیز کاسته خواهد شد، صرفاً در نمونه های
ن مقاومت های فشاری و کششی نیز افزایش خواهند بافت. چرا که هر چه ملات یا بتن، دارای حفرات کمتری در بافت خود باشند، تبع آ
احتمال نفوذ خطرات شیمیایی و عوامل خارجی به درون آن کاهش یافته و مقاومت فشاری و کششی افزایش خواهد یافت. بنابراین هرچه
پایداری بیشتری برخوردار می باشد.ب آب کمتری باشد، از ار جذنمونه ملاتی دارای مقد
: نمودار جذب آب مقایسه ای نمونه ها12شکل
ACCEPTED MANUSCRIPT
همانطور آورده شده اند. 3، بطور خلاصه در جدول نسبت به نمونه شاهد در تمامی سنین نتایج حاصل از آزمایش جذب آب نمونه ها همچنین
با افزایش سن نمونه، مقدار جذب آب کاهش یافته است.که ملاحظه می شود در تمامی نمونه ها
: مقایسه نتایج حاصل از آزمایش جذب آب3جدول
طرح تغییرات نسبت به نمونه شاهد )%(
روزه 90 روزه 56 روزه 28 روزه 7
A 0 0 0 0
EP-7% 12- 11- 8/10- 5/10-
EP-14% 7/2- 5/2- 2- 9/1-
EP-21% 5+ 31/2+ 1- 5/3-
EP-28% 28+ 11+ 10+ 7/9+
GP-7% 28+ 2/7+ 7+ 9/5+
GP-14% 8/7+ 9/6+ 5+ 9/3+
GP-21% 3/5+ 6/4+ 0 5/0+
GP-28% 1+ 5/0+ 9- 9/10-
IP-7% 6/7- 3/5- 4- 6/3-
IP-14% 4/8- 7/7- 5/5- 4/3-
IP-21% 7/8- 7/5- 4- 4/3-
IP-28% 4/9- 8/2- 5/1- 1-
RP-7% 3/8+ 9/7+ 5/7+ 4/5+
RP-14% 7/39+ 8/9+ 8/9+ 9/8+
RP-21% 4/47+ 8/18+ 5/17+ 3/16+
RP-28% 2/84+ 40+ 5/36+ 7/33+
(SEMآزمایش میکروسکوپ الکترونیکی ) -4-3
با هاینمونهسری چهارو )نمونه شاهد(افزودنی های بدون نمونه یکسری سری نمونه شامل پنجها، منظور شناخت خواص ریزساختار نمونهه ب
قرار گرفتند. در واقع به کمک SEMتحت آزمایش در آزمایشگاه مهندسی مواد دانشگاه سمنان ،روزه 28در سن افزودنیجایگزینی %28
اهده مش ساختار ملاترا بر روی بافت هر یکپی برده و اثر ،بکار رفتهافزودنی حاوی مواد ملاتتوان به ساختار درونی انجام این آزمایش می
همانطور که ملاحظه می شود، نمونه ها نشان داده شده است. روی نمونهبر SEMتصاویر بدست آمده از آزمایش 16الی 13. در اشکال نمود
برخوردار بوده و بنابراین میزان جذب آب آن ها کمتر و خصوصیات RPو EPاز بافت یکپارچه تری نسبت به نمونه های IPو GPهای
بیشتر )به علت وجود IPو در نمونه کمتر GP ی عمیق در بافت ساختاری نمونهمکانیکی آن ها بیشتر می باشد. همچنین ترک ها و شکاف ها
از سایر نمونه ها می باشد.خوردگی ظاهری( از ترک
ACCEPTED MANUSCRIPT
EP-28%: تصویر میکروسکوپ الکترونیکی از نمونه 13شکل
GP-28%: تصویر میکروسکوپ الکترونیکی از نمونه 14شکل
RP-28%: تصویر میکروسکوپ الکترونیکی از نمونه 16شکل IP-28%: تصویر میکروسکوپ الکترونیکی از نمونه 15شکل
با کار گذشتگان این مقاله مقایسه نتایج -4
هاز آنجایی که از دیرباز استفاده از مواد سیمانی طبیعی و یا موادی که خاصیت چسبندگی مناسبی دارند، در ترکیبات ملات یا بتن مورد توج
تنب بوده است، لذا همواره سعی شده است تا آنجایی که امکان دارد به دنبال راهکاری جهت افزایش مقدار استفاده از این نوع مواد در ملات یا
بازیافتی با اندازه ذرات مناسبی را به افزودنی بود. یکی از اهدافی که در این مقاله مدنظر بوده است، این است که بتوان طرح اختلاط و مواد
ا بگونه ای با یکدیگر ترکیب نمود که بتوان مقدار استفاده از سیمان را کاهش داد و در عین حال، به مقاومت مورد نظر نیز دست یافت. حال
مورد ارزیابی 4در جدول اخیر یانسال نتایج بدست آمده از محققان طیآل ترین بهترین و ایدهتوجه به این موضوع، برخی از نتایج این مقاله با
مامیو مقدار جایگزینی آن ها، تقریباً در تافزودنی ملاحظه می شود، طبق طرح اختلاط، اندازه ذرات همانطور که و مقایسه واقع شده است.
ی شده است.بازیافتافزودنی تری از مواد ت که به عبارت دیگر، استفاده بهینهآزمایشات نتایج بهتری نسبت به سایر محققین بدست آمده اس
: مقایسه نتایج این مقاله با نتایج سایر محققان4جدول
محققین Aتغییرات مقاومت فشاری نسبت به
)%(
Aنسبت به کششیتغییرات مقاومت
)%(
Aتغییرات جذب آب نسبت به
)%( EP GP RP EP GP RP EP GP RP
+4/5 -9/10 -5/15 +14 +30 +49 +17 +36 +28 پاچیده و قلهکی )این مقاله(
- - - - - +5 - - 0 ]11[گوسیکا و همکاران
- - +231 - - - - - -8 ]12[بینیسی و همکاران
ACCEPTED MANUSCRIPT
- - -8 - - - - - +6/8 ]13[یونگ تیونگ و همکاران
- - +2 - - - - - -23 ]14[بالتو و همکاران
مافالدا ماتوس و سوساکوتینهو
]15[ - 5- - - - - - - -
- -34 - - - - - -5 - ]16[پاتل و همکاران
- -8 - - +12 - - +6 - ]17[ابدو و همکاران علی
- - - - - - - +33 - ]18[چن و همکاران
- - - - - - - +9 - ]19[شاو و همکاران
- - - - - - - +32 - ]20[لیو و وانگ
- - - - - - - +5 - ]21[وانگ و همکاران
- - - - - - - 0 - ]22[سای و همکاران
- - - - - - -20 - - ]23[ایلماز و دگیرمنسی
- - - - - - +9 - - ]24[هریانگ و همکاران
-2 - - - - - - - - ]25[قنی و همکاران
کششیی جهت تعیین مقاومت فشاری و روابط پیشنهاد -5
برای هر نمودار، رجه اولهای دبا توجه به اینکه مقادیر بدست آمده از این پژوهش، از پیوستگی مناسبی برخوردار بوده، با برازش منحنی
( 2Rشود، ضریب رگرسیون )همانطور که مشاهده می پیشنهاد شده است. 5در جدول نمونه ها کششی روابطی جهت تعیین مقاومت فشاری و
Cبوده، لذا روابط پیشنهادی از دقت مناسبی برخوردارند. در این روابط 1تمامی روابط نزدیک به ’F و TF کششی به ترتیب مقاومت فشاری و
باشد. لازم به ذکر است روابط فوق برای طرح اختلاط می بجای سیمان در ملاتافزودنی درصد جایگزینی پارامتر مربوط به Xها و نمونه
همچنین به کمک نتایج حاصل آزمایشات مقاومت فشاری و موجود در این مقاله بوده، لذا جهت ارائه روابط بیشتر در آینده قابل ارائه است.
ارائه شده است. 17کششی، ارتباط بین آن ها در شکل
هانمونه پیشنهادی جهت پیش بینی مقاومت روابط: 5جدول
)2R(ضریب رگرسیون روابط رگرسیون طرح نوع آزمایش
مقاومت فشاری
EP F’C = -0.16 X + 20.65 0.77
GP F’C = +0.31 X + 12.00 0.94
IP F’C = -0.22 X + 21.20 0.96
RP F’C = -0.53 X + 20.7 0.92
مقاومت کششی
EP FT = -0.02 X + 1.82 0.95 GP FT = +0.01 X + 1.15 0.94 IP FT = -0.01 X + 1.51 0.99 RP FT = -0.03 X + 1.43 0.87
ACCEPTED MANUSCRIPT
: رابطه بین مقاومت فشاری و کششی17شکل
گیرینتیجه -6
بر SEMروزه( و 90و 56، 28، 7روزه(، جذب آب ) 28روزه(، مقاومت کششی ) 28یکسری آزمایشات مقاومت فشاری )، در این مقاله
مرغ، شیشه، آهن و لاستیک با سیمان های بازیافتی شامل پودرهای پوسته تخمافزودنی %28و 21، 14، 7، 0روی نمونه های ملات که حاوی
بصورت زیر حاصل شد:جایگزین شدند، انجام شده که نتایج
و 26، 18پودر پوسته تخم مرغ، آهن و لاستیک به نمونه های ملات، مقاومت فشاری نسبت به نمونه شاهد به ترتیب %7با افزودن -
درصدی مشاهده شد که البته با افزایش درصد استفاده از پودر شیشه در 5افزایش یافت، اما در نمونه های حاوی پودر شیشه، کاهش 17%
افزایش یافت. اما بطور کلی در سایر نمونه ها با افزایش میزان استفاده از پودرهای %36ملات، مقاومت فشاری نسبت به نمونه شاهد تا حدود
بازیافتی، مقاومت فشاری روندی کاهشی داشته اما همچنان بیشتر از نمونه شاهد می باشند. بیشترین روند کاهشی در نمونه ها، مربوط به
کاهش یافته است که می تواند به علت %60ه های حاوی پودر لاستیک بوده که با افزایش مقدار استفاده از آن، مقاومت فشاری تا حدود نمون
مواد بازیافتی در ملات های %14عدم چسبندگی مناسب لاستیک با خمیر سیمان و سنگدانه ها باشد. با این حال، بطور کلی استفاده از
سبی از مقاومت فشاری را دربر خواهد داشت.سیمانی روند منا
بجز نمونه های حاوی پودر لاستیک که فقط تا مقدار جایگزینی با توجه به نتایج حاصل از آزمایش مقاومت کششی نمونه های ملات، -
%28. بطوری که در مقدار جایگزینی انتظار مقاومت کششی مطلوبی را داشت %28توصیه می شود، در مابقی نمونه ها می توان تا مقدار %7
11/1و 17/1، 44/1، 11/1نمونه شاهد و نمونه های حاوی پودر شیشه، پوسته تخم مرغ و آهن به ترتیب برابر کششیجایگزینی، مقاومت
ی ارائه خواهد داد.در ملات، مقاومت کششی بیشترافزودنی مواد %7با این وجود، تقریباً در تمامی نمونه ها، استفاده از مگاپاسکال می باشد.
در تمامی نمونه ها بیشترین تغییر در مقدار جذب آب مربوط به حدفاصل با توجه به نتایج حاصل از آزمایش جذب آب، بطور کلی -
درصد جذب آب نمونه روزه تغییرات چندانی در مقادیر جذب آب مشاهده نشده است. 90و 56، 28روزه بوده و در سنین 28تا 7سنین
کمتر از نمونه شاهد بوده که IPو EPمی باشد. درصد جذب آب نمونه های حاوی %5/19و 5/9روزه به ترتیب برابر 28و 7شاهد در سنین
د. می باش %5/9و 12بدین معنی است که افزودن پودر پوسته تخم مرغ و آهن سبب کاهش جذب آب ملات شده که این مقدار به ترتیب تا
کاسته شده است. %19همچنین با افزایش استفاده از پودر شیشه، از مقدار جذب آب نمونه ها تا حدود
مراجع
[1] B. Mazzilli, V. Palmiro, C. Saueia, M. B. Nisti, Radiochemical characterization of Brazilian phosphogypsum,
J Environ Radioact, 49 (2000) 113–122.
ACCEPTED MANUSCRIPT
[2] J. Somlai, V. Jobbagy, C. Nemeth, Z. Gorjanacz, N. Kavasi, T. Kovacs, Radiation dose from coal slag used as
building material in the Transdanubian region of Hungary, Radiat Prot Dosimet, 118 (2006) 82–87.
[3] H. Binici, T. Shah, O. Aksogan, H. Kaplan, Durability of mortar made with granite and marble as recycle
aggregates, J Mater Process Technol, 208 (2008) 299–308.
[4] H. Binici, Effect of crushed ceramic and basaltic pumice as fine aggregates on mortar properties, Constr Build
Mater, 21 (2007) 1191–1197.
[5] M. Karasahin, S. Terzi, Evaluation of marble waste dust in the mixture of asphaltic concrete, Constr Build
Mater, 3 (2007) 616–620.
[6] H. Binici, H. Kaplan, S. Yılmaz, Influence of marble and limestone dusts as additives on some mechanical
properties of concrete, Sci Res Essay, 3 (2007) 372–379.
[7] A. A. Manaseer, T. R. Dalal, Concrete containing plastic aggregates, Concr Int, 19 (1997) 47–52.
[8] P. Soroushian, J. Plasencia, S. Ravanbakhsh, Assessment of reinforcing effects of recycled plastic and paper
in concrete, ACI Mater J, 100 (2003) 203–207.
[9] M. Sivakumar, N. Mahendran, Strength and permeability properties of concrete using fly ash, rise husk ash
and egg shell powder, J Theoret Appl Inform Technol 66 (2014) 489–499.
[10] H. Binici, H. Temiz, H. S. Sevinc, M. Eken, A. Kucukonder, T. Ergul, Linear absorption coefficients of mortar
samples made with the egg shell, Kahramanmaras Sutcu Imam Univ J Eng Sci, 16 (2013) 7–11 (in Turkish).
[11] D. Gowsika, S. Sarankokila, K. Sargunan, Experimental Investigation of Egg Shell Powder as Partial
Replacement with Cement in Concrete, International Journal of Engineering Trends and Technology (IJETT),
14(2) (2014) 65-68.
[12] H. Binici, O. Aksogan, A. H. Sevinc, E. Cinpolat, Mechanical and radioactivity shielding performances of
mortars made with cement, sand and egg shells, Construction and Building Materials, 93 (2015) 1145-1150,
http://dx.doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2015.05.020.
[13] H. Yong Tiong, S. Kang Lim, Y. Ling Lee, J. Hock Lim, Engineering Properties of 1200 kg/m³ Lightweight
Foamed Concrete with Egg Shell Powder as Partial Replacement Material of Cement, E3S Web of Conferences
65(02010) (2018) 1-10, https://doi.org/10.1051/e3sconf/20186502010.
[14] Y. Balto, R. Edwin Raj, J. Anne Chandra, S. C. Vettivel, Experimental investigation of discarded additive
material combination and composition to appropriate thermal insulating properties of the composite cement
mortar, European Journal of Environmental and Civil Engineering, (2019), DOI:
10.1080/19648189.2019.1577182.
[15] A. Mafalda Matos, J. Sousa-Coutinho, Durability of mortar using waste glass powder as cement replacement,
Construction and Building Materials, 36 (2012) 205–215, http://dx.doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2012.04.027.
[16] D. Patel, R. P. Tiwari, R. Shrivastava, R. K. Yadav, Effective utilization of waste glass powder as the
substitution of cement in making paste and mortar, Construction and Building Materials, 199 (2019) 406–415,
https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.12.017.
[17] A. A. Aliabdo, A. E. M. Abd Elmoaty, A. Y. Aboshama, Utilization of waste glass powder in the production
of cement and concrete, Constr. Build. Mater, 124 (2016) 866–877.
[18] C. H. Chen, R. Huang, J. K. Wu, C. C. Yang, Waste E-glass particles used in cementitious mixtures, Cem.
Concr. Res, 36 (3) (2006) 449–456.
[19] Y. Shao, T. Lefort, S. Moras, D. Rodriguez, Studies on concrete containing ground waste glass, Cem. Concr.
Res, 30 (1) (2000) 91–100.
[20] S. Liu, G. Xie, S. Wang, Effect of glass powder on microstructure of cement pastes, Adv. Cem. Res, 27(5)
(2015) 259-267.
[21] H. Y. Wang, H. H. Zeng, J. Y. Wu, A study on the macro and micro properties of concrete with LCD glass,
Constr. Build. Mater, 50 (2014) 664–670.
[22] Y. Cai, D. Xuan, C. Sun Poon, Effects of nano-SiO2 and glass powder on mitigating alkali-silica reaction of
cement glass mortars, Construction and Building Materials, 201 (2019) 295–302,
https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.12.186.
[23] A. Yilmaz, N. Degirmenci, Possibility of using waste tire rubber and fly ash with Portland cement as
construction materials, Waste Management, 29 (2009) 1541–1546, doi:10.1016/j.wasman.2008.11.002.
[24] W. Her Yung, L. Chin Yung, L. Hsien Hua, A study of the durability properties of waste tire rubber applied
to self-compacting concrete, Construction and Building Materials, 41 (2013) 665–672,
http://dx.doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2012.11.019.
ACCEPTED MANUSCRIPT
[25] A. A. Gheni, H. H. Alghazali, M. A. ElGawady, J. J. Myers, D. Feys, Durability properties of cleaner cement
mortar with by-products of tire recycling, Journal of Cleaner Production 213 (2019) 1135-1146,
https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2018.12.260.
[26] ASTM C192 / C192M-18, Standard Practice for Making and Curing Concrete Test Specimens in the
Laboratory, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2018, www.astm.org
[27] Afnor (Association Française de Normalisation) NF EN 12390-13: testing hardened concrete: determination
of secant modulus of elasticity in compression, (2013) Afnor, Paris, France.
[28] ASTM C109 / C109M-16a, Standard Test Method for Compressive Strength of Hydraulic Cement Mortars
(Using 2 in. or [50-mm] Cube Specimens), ASTM International, West Conshohocken, PA, (2016), www.astm.org.
[29] ASTM C190-85, Method of Test for Tensile Strength of Hydraulic Cement Mortars, ASTM International,
West Conshohocken, PA, (1990), www.astm.org.
[30] ASTM C642-13, Standard Test Method for Density, Absorption, and Voids in Hardened Concrete, ASTM
International, West Conshohocken, PA, (2013), www.astm.org.
ACCEPTED MANUSCRIPT
A Study on Mechanical Properties, Water Absorption and Microstructure of Cementitious
Mortar containing Recycled Admixtures
Abstract:
Economic concerns and environmental issues have led to increased use of recycled materials in
cementitious mortars. In fact, to mitigate the adverse effects of cement, it can be partially replaced with
recycled materials. In this paper, cement was partially replaced with iron, rubber, glass and eggshell
powders (IP, RP, GP and EP) by 7, 14, 21 and 28% and then, compressive and tensile strength, water
absorption and microstructure of the specimens were assessed. The strength tests, as well as
microstructure analysis, were conducted at the age of 28-day and the water absorption was tested at the
ages of 7, 28, 56 and 90 days. Based on the results, use of all powders by 14%, enhances the compressive
strength up to 14%. Moreover, it was found that up to replacement ratio of 28%, the tensile strength is
greater than that of the control specimen although, in the case of 7% admixtures, maximum tensile
strength is achieved. In addition, water absorption of the specimens containing GP and EP up to 35%
replacement ratio, is less than that of the other specimens, which was well observed in the SEM analyses.
Keywords: Cement mortar, Waste pozzolan, mechanical properties, Water Absorption, SEM.
ACCEPTED MANUSCRIPT
