خواص فیزیکی- مکانیکی دوغاب

این پژوهش یک مطالعه آزمایشگاهی بر روی خصوصیات دوغاب های پایه سیمانی حاوی مواد معدنی مختلف غبار کوره آهن گدازی، گل قرمز، پودر مرمر و پودر شیشه می باشد که در این دوغاب ها درصدهای مختلف وزنی از مواد معدنی جایگزین بخشی از سیمان شده است. به منظور بررسی دقیق خصوصیات مکانیکی دوغاب ها، بر روی تمامی مصالح استفاده شده آزمایشهای آنالیز شیمیایی بر اساس روش فلورسانس اشعه ایکس، تعیین اندازه ذرات توسط دستگاه آنالیز لیزری ذرات، تجزیه و تحلیل ریزساختار با استفاده از تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی و آزمایش طیف سنجی پراش اشعه ایکس انجام گرفت. بر روی دوغابهای پایه سیمانی، آزمایشهای مقاومت فشاری در سنین 7 ،28 و 90 روز، مقاومت کششی در سنین 7 و 28 روز، جذب آب 30 دقیقهای، 24 ساعته و 72 ساعته در سن 90 روز و مقاومت در برابر سولفوریک اسید در سن 28 روز انجام شد. نتایج نشان میدهد که استفاده از پودر مرمر برای جایگزینی بخشی از سیمان به مقدار 15 درصد، مقاومت فشاری را به مقدار قابل توجهی در سنین 7 ،28 و 90 روزه افزایش میدهد. همچنین استفاده از پودر شیشه به مقدار 5 و 15 درصد و گل قرمز به مقدار 5 درصد برای جایگزینی بخشی از سیمان منجر به افزایش مقاومت کششی میشود. همچنین به منظور بررسی دقیقتر دوغاب پایه سیمانی در تقویت اعضای بتنی، کاربرد یکی از دوغابها در تقویت خمشی تیرهای بتنی مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور سه تیر بتن مسلح ساخته شده و تحت آزمایش خمش چهار نقطهای قرار گرفتند. نتایج نشان میدهد که ظرفیت باربری تیر تقویت شده با دوغاب پایه سیمانی مسلح به شبکه الیافی تقریباً مشابه تیر تقویت شده با چسب اپوکسی به همراه ورق CFRP بوده و تقریباً 60 درصد از تیر بدون تقویت بیشتر میباشد. همچنین استفاده از دوغاب پایه سیمانی برای تقویت، مشکالت مربوط به چسب اپوکسی مانند عدم امکان نصب بر روی سطوح خیس و مقاومت پایین در برابر آتش سوزی را برطرف می نماید.

کمپکتور قورباغه

آلاینده های زیست محیطی و مشکالت ناشی از آنها

طی سالهای گذشته، زیرساختهای بتنی در سراسر جهان رشد چشم گیری داشتند. این عمدتاً به دلیل اثر بخشی و موفقیت قابل توجه بتن در مقایسه با مواد موجود در سطح جهانی و عملکرد دوام قابل توجه میباشد. با وجود تمای مزایای بتن، این ماده دارای نارسایی هایی به خصوص در زمینه دوام بلندمدت در محیطهای با شرایط جوی نامناسب و همچنین تولید گازهای گلخانهای در فرایند ساخت آن می باشد. قرارگیری بتن در محیطهای خورنده باعث آسیبدیدگی مواد تشکیل دهنده بتن شده که میتواند منجر به خرابی سازه بتنی گردد. این موضوع اهمیت هزینه های تعمیر و نگهداری در سراسر جهان و همچنین کاهش منابع طبیعی و تجدیدناپذیر را نشان میدهد از طرفی، امروزه افزایش آلاینده های زیست محیطی و مشکالت ناشی از آنها توجه عدهی زیادی از محققین را به خود جلب کرده است. یکی از آلوده کنندهترین صنایع به لحاظ تولید حجم باالی گاز کربن دیاکسید، صنعت تولید سیمان به عنوان اصلیترین ترکیب در ساختار بتن می باشد.استفاده از مواد با خاصیت سیمانی به عنوان درصدی از سیمان در ترکیب بتن و مالت عالوه بر مرتفع کردن مشکالت مربوط به آلودگیهای ناشی از تولید انبوه سیمان، میتواند نتایج مطلوبی از جمله افزایش مقاومت، بهبود کارایی و دوام بهتر را نیز به همراه داشته باشد . اکثر کشورهای صنعتی به منظور مقابله با مشکل خرابی بتن و به منظور ترمیم و مقاومسازی سازههای بتنی روی به ساخت مالت های ترمیمی پیش ساخته آورده اند. اکثر مالتهای ترمیمی موجود مانند سیستم اپوکسی، رزین اکرلیک و پلیمرهای پایه سیلیکونی با محیط زیست ناسازگار بوده و اثرات نامطلوبی بر روی آن دارند. حال آنکه استفاده از ضایعات صنایع در مالتهای ترمیمی عالوه بر کاهش نیاز به منابع بکر و کاهش قیمت مواد خام میتواند خصوصیات منحصر به فردی را به ترکیب مالتهای ترمیمی بیافزاید. نتایج تحقیقات گذشته حاکی از آن است که استفاده مناسب از ضایعات صنایع میتواند منجر به ساخت بتنهایی با خواص مکانیکی و دوام برتر گردد، حال آنکه استفاده از این مواد در مالتهای ترمیمی نیز میتواند منجر به دستیابی به مالتی ارزان گردد  پژوهشهای پیشین نشان میدهند که محصوالت جانبی برخی از صنایع و یا برخی از پوزوالنها که از طبیعت بدست میآیند شامل غبار کوره  آهنگدازی میتوانند به عنوان ماده جایگزین سیمان برای MP3 و پودر شیشه RM2 ،پودر مرمرEAFD ،گل قرمز ساخت مالتهای پایه سیمانی مورد استفاده قرار گیرند. غبار کوره آهنگدازی یکی از محصوالت فرعی صنایع فولاد است که هر ساله مقادیر زیادی از آن در دنیا تولید میشود. غبار کوره قوس الکتریکی، یک زباله غنی از فلز میباشد که در فرایند ساخت فلز در کوره قوس الکتریکی تولید میشود برخی از پژوهشگران گزارش کردهاند که نمونههای حاوی تا 5 %غبار کوره آهنگدازی رفتار مکانیکی برتری را در مقایسه با نمونههای مرجع نشان میدهند. با این حال هنگامی که نسبت جایگزینی به 15 %افزایش مییابد، مقاومت فشاری تا 20 %کاهش مییابد داسیلوا و همکاران تأثیر غبار کوره آهنگدازی از طریق جایگزین کردن آن با مواد سیمانی اضافی در نسبتهای مختلف آب به سیمان را مورد بررسی قرار دادند. نتایج این پژوهش نشان داد که در بیشتر موارد، استفاده از 5 %غبار کوره آهنگدازی برای جایگزینی سیمان منجر به افزایش مقاومت فشاری نسبت به مالتهای فاقد این ماده میگردد. گل قرمز تولید شده در فرآیند آلومینا روش بایر نمونهای از رسوبهای صنعتی میباشد. اسنف و همکاران  نشان دادند که گل قرمز به طور قابل توجهی فرآیند هیدراتاسیون را به تأخیر نمیاندازد. همچنین نمونههای سخت شده حاوی گل قرمز، جذب آب باالتر و مقاومت مکانیکی پایینتری را با افزایش میزان گل قرمز نشان دادند. لو و همکاران نشان دادند که مخلوطهای خمیر سیمانی حاوی 15 درصد گل قرمز خشک شده در دمای 1000 درجه سانتیگراد، مقاومت فشاری باالتری در سن 28 روزه در مقایسه با نمونه شاهد دارد. دودو و همکاران نشان دادند که افزودن 5 %گل قرمز منجر به کیفیت برتر یا مساوی با مالت شاهد از حیث خصوصیات مکانیکی میگردد.

شلنگ ویبراتور دریلی

استفاده از ضایعات پودر مرمر و پودر شیشه به عنوان جایگزین بخشی از سیمان توسط برخی از پژوهشگران مورد بررسی قرار گرفته است. رانا و همکارانگزارش کردند که جایگزینی سیمان با مواد معدنی پودر مرمر به میزان 10 درصد، تأثیر قابل توجهی بر روی دوام و خصوصیات مکانیکی بتن ندارد. همچنین آنها گزارش کردند که جایگزینی سیمان با پودر مرمر بیش از 10 درصد، منجر به کاهش دوام و خصوصیات مکانیکی بتن میگردد. بر اساس مطالعه لو و همکاران کارایی مالت معماری، وابستگی زیادی به اندازه ذرات و مورفولوژی پودر شیشه استفاده شده دارد. جایگزینی سیمان با پودر شیشه در مالت یا بتن میتواند به طور قابل توجهی مقاومت در برابر نفوذ آب و حمله سولفوریک اسید را بهبود بخشد. از طرفی، تقویت سازههای بتنی به وسیله مواد کامپوزیتی راهحلی مقرون به صرفه، ساده و کارآمد به حساب میآید. در دو دههی 1 گذشته پلیمرهای مسلح الیافی FRP توجهات بسیار زیادی را برای تقویت اعضای بتنی به خود جلب کرده است که منجر به افزایش روزافزون این مواد در هر دو حوزه تحقیقاتی و اجرایی شده است از جمله دالیل اصلی محبوبیت FRP میتوان به وزن سبک، مقاومت و سختی باال، مقاومت در برابر خوردگی و انعطاف پذیری در اجرا اشاره کرد در مقابل، FRPها ویژگیهای نامطلوبی نیز دارند که محققان را به سمت یافتن مواد جدید سوق داده است. از جمله این کاستیها میتوان به عدم امکان نصب بر روی سطوح خیس، مقاومت پایین در برابر آتشسوزی، سختی نصب در دمای پایین و مقاومت کم در برابر اشعه UV اشاره کرد. حال آنکه مواد پایه سیمانی مسلح الیافی با بهرهگیری از ماتریسهای غیرارگانیک مالت سیمانی تمام مشکالت فوقالذکر را برطرف کرده اند  همانطور که پیشتر به آن اشاره شد، با توجه به حجم باالی سازههای قدیمی نیازمند ترمیم و نیاز به تولید انبوه دوغابهای ترمیمی برای بازسازی این سازهها و از آنجایی که جایگزینی سیمان با مواد معدنی میتواند راهکار بسیار مناسبی برای کاهش مشکالت مربوط به مصرف سیمان باشد، در این پژوهش سعی شده است تا دوغابهای پایه سیمانی ساخته شده با مواد معدنی مورد بررسی قرار گیرند. با توجه به سابقه پژوهشهای مشابه بر روی بتنها و مالتهای حاوی درشتدانه )ماسه(، هدف اصلی از پژوهش حاضر بررسی مالتهایی میباشد که تنها حاوی ریزدانه می باشند دوغاب پایه سیمانی، لذا در کنار سیمان تنها از مواد معدنی با اندازه ذرات مشابه سیمان استفاده شده است. همچنین به منظور بررسی کاربردی بودن دوغابهای پایه سیمانی ساخته شده، سه تیر بتن مسلح طراحی شده و تحت آزمایش خمش چهار نقطهای قرار گرفتند. در این تیرها، دو نمونه کنترل یکی بدون تقویت و دیگری تقویت شده با ورقهای پلیمری مسلح الیافی CFRP و چسب اپوکسی ساخته شدند. در نمونه سوم نمونه مورد بررسی ورقهای CFRP به کمک دوغاب پایه سیمانی منتخب به تیر چسبانده شد. در نهایت عملکرد تیر تقویت شده با دوغاب پایه سیمانی به همراه شبکه الیافی در مقایسه با تیر تقویت نشده و تیر تقویت شده با چسب اپوکسی به همراه پلیمر مسلح الیافی سنجیده شده است.