بررسی تاثیر جایگزینی ماسه سیلیسی با ماسه و پودر کوارتز بر مقاومت فشاری بتن پودری واکنشی

در چند دهه اخیر تحقیقات گسترده‌ای برای به‌دست آوردن بتن‌هایی با مقاومت‌های بالا انجام شده است. بتن پودری واکنشی نوعی بتن فوق توانمند با ویژگی‌های فیزیکی و مکانیکی برتر است. کشور ایران دارای اراضی کویری و معادن بسیاری می‌باشد که به لحاظ ذخائر معدنی جزو 10 کشور نخست جهان و اولین کشور خاورمیانه می باشد. قسمت اعظم ترکیب بتن پودری واکنشی از ماسه تشکیل شده است. در این پژوهش هدف تولید بتن پودری واکنشی با مشخصات مکانیکی مطلوب از ماسه معمولی معدن سرام تبریز گذرنده از الک نمره 2.36 میلی متر به عنوان جایگزین ماسه سیلیسی تهیه شده از معدن ماسه سیلیسی صنعتی قوم تپه (که به طور طبیعی دانه هایش کوچکتر از 600 میکرو متر می باشد) در نزدیکی شهر تبریز می‌باشد. در این تحقیق بعد از بررسی مشخصات مکانیکی ماسه های مصرفی، شش طرح اختلاط حاوی صفر، 25، 50، 75 و 100 درصد ماسه معمولی تهیه شد. در آخر مجددا با جایگزینی کامل ماسه معمولی از به کار بردن پودر کوارتز استفاده شده در این طرح نیز صرف نظر کرده و مقدار ماسه معمولی در این مخلوط از روش خطا و آزمون استفاده گردید. طرح آخر در واقع یک نوع ملات ماسه سیمان خاصی می‌باشد که دارای میکروسیلیس و فوق‌روان‌کننده بوده و موجب کاهش هزینه تولید و در عین حال دارای مقاومت کافی برای استفاده در کارهای عملی می‌باشد. قبل از بتن ریزی قالبها آزمایش میز جریان برای کارایی و روانی بتن انجام گرفته است. نمونه‌های بتنی ساخته شده در آزمایشگاه بتن دانشگاه شهید مدنی آذربایجان، پس از بیست و چهار ساعت از قالب ها باز گردید و در داخل آب با دمای 23 الی 25 درجه سلسیوس قرار گرفت. مقاومت فشاری، جذب آب حین عمل‌آوری در عمرهای 7، 28 و90 روزه مورد آزمایش قرار گرفته است. نتایج نشانگر این است که با افزایش درصد جایگزنی ماسه معمولی به جای ماسه سیلیسی مقاومت فشاری روند صعودی داشته و با افزایش آن مقاومت فشاری افزایش می‌یابد، به طوریکه در نمونه های 7روزه بیش‌ترین مقاومت فشاری برای بتنی با 100 درصد ماسه معمولی جایگزین بدست آمده و در نمونه های 28 روزه و 90 روزه، درصد های جایگزینی 75 درصد و 50 درصد به ترتیب دارای بیشترین مقاومت فشاری می باشد، همچنین حذف پودر کوارتز مصرفی از طرح اختلاط با کاهش مقاومت فشاری همراه بوده است، که می‌توان از این کاهش مقاومت به جهت اقتصادی نمودن طرح و روانی مطلوب‌تر صرف نظر کرد. نتایج حاصل از آزمایش تجربی انجام شده بیانگر این است که ماسه معمولی می‌تواند به عنوان جایگزین ماسه سیلیسی در ساخت بتن پودری واکنشی مورد استفاده قرار گیرد. لازم به ذکر است که در هر منطقه ای با توجه به مصالح ساختمانی موجود، این آزمایش ها می بایست تکرار گردند. نتایج بدست آمده از این پژوهش مربوط به معادن ماسه سیلیسی و ماسه معمولی فوق الذکر می‌باشد.

Investigation of the effect of silica sand replacement with sand and quartz powder on compressive strength of reactive powder concrete

Reactive Powder Concrete (RPC) is a ultrapowerful concrete with superior physical and mechanical properties, which was registered in France in 1994. This concrete uses high cement factor, fine powdered materials, low water to cement ratio, and the use of superplasticizer with high compressive strength and very low permeability, high durability and abrasion resistance. the high amount of cement and microsilica used in this concrete not only increases the cost of production, but also increases the heat of hydration. On the other hand, cement production can have harmful effects on the environment. In the production of reactive powder concrete, finegrained powder materials such as silica sand, microsilica, and quartz powder are used as materials. This concrete has a high compressive strength compared to conventional concrete, which has attracted much attention in recent years. With this type of concrete, the weight of the structure can be significantly reduced, and its important features include high compressive strength, low permeability, durability and abrasion resistance and high ductility that can absorb more energy during an earthquake. Iran has a lot of desert lands and mines, which is one of the first 10 countries in the world and the first in the Middle East in terms of mineral deposits. The bulk of Reactive Powder Concete is formed from the sand. In this research, the purpose of producing reactive powder concrete with the desired mechanical properties of ordinary sand of the Ceram mine of Tabriz, passing through a sieve of 2.36 mm, was used as a substitute for silica sand from the Ghum Tapa mine (which naturally has a grain of less than 600 Micrometer) is near the city of Tabriz. In this research, after examining the mechanical properties of the used sand, five mixing plans containing 0, 25, 50, 75 and 100% ordinary sand were prepared and Then, by replacing the ordinary sand of the Ceram mine of Tabriz instead of silica sand, The quartz powder used in this design was discarded and the amount of ordinary sand in this mixture was tested using the test method. This design is in fact a special cement sand mortar that has a microsilica and Superplasticizer that lowers production costs, while at the same time has enough resistance to use in practical applications. Prior to molding the molds, a flow table test was conducted to evaluate the concretechr('39')s workability and consistency. Concrete samples made at the Concrete Laboratory of the Azarbaijan Shahid Madani University and opened the molds after twentyfour hours and placed the samples in the water at a temperature of 23 to 25 degrees Celsius. Compressive strength, water absorption during curing in 7, 28 and 90 days life has been tested. The results indicate that by increasing the replacement percentage of ordinary sand, instead of silica sand, compressive strength is increasing. In 7day samples, the highest compressive strength for concrete with 100% ordinary sand is obtained and in 28day and 90day samples with 75% and 50% replacement rates have the highest compressive strength, respectively. the compressive strength has increased and also the removal of quartz powder from the mixing design has been accompanied by a decrease in compressive strength, it can be to dismiss this reduction of resistance in order to economize the plan and make it more desirable and The experimental results also show that ordinary sand can be used as a substitute for silica sand and quartz powder In the mixing design of the reactive powder concrete, that make a kind of selfcompacting mortar it can be to used The results of the experimental study indicate that ordinary sand can be used as a substitute for silica sand in the production of reactive powder concrete. It should be noted that in each area, with local building materials, these tests should be repeated. The results of this study are related to the silica sand and the abovementioned ordinary sand.