بررسی آزمایشگاهی خصوصیات تازه و سخت شده بتن ژئوپلیمر خودتراکم و مقایسه آن با سایر بتن ها

یکی از مهم‌ترین چالش‌های پیش‌روی مهندسی عمران علاوه بر هزینه، مشکلات اجرا مثل ویبره زدن بخصوص در مقاطع جدارنازک، روانی و حرکت بتن در مقاطع پرآرماتور و پیچیده، افزایش مقاومت با کاهش یا عدم استفاده از سیمان می‌باشد. هدف از این تحقیق، یک نوآوری در صنعت بتن بدون سیمان پرتلند است، که با الهام از تکنولوژی ژئوپلیمرها و ترکیب آن در بتن خودتراکم (scc)، جهت تولید بتن پایدار، به‌منظور کاهش انتشار کربن حاصل از تولید سیمان پرتلند (pc) ایجاد می‌شود. در این راستا از سرباره کوره آهن‌گدازی به‌صورت آمورف (جایگزین سیمان) با استفاده از فعال‌کننده‌های قلیایی و بررسی آزمایشگاهی خصوصیات تازه (اسلامت فلو، t50، lbox، قیف v و j رینگ) و خصوصیات سخت‌شده (مقاومت فشاری و کششی دو نیم شدن) بتن‌های ژئوپلیمرخودتراکم (scgc) موردبررسی قرار گرفت. نتایج حاکی از پرشدن آسان بتن در بخش‌های باریک و محدود، بهبود تراکم، استحکام پیوستگی مناسب با آرماتور، کاهش تعمیر و نگهداری، کیفیت بهتر بتن، کسب مقاومت بیشتر در زمان کوتاه‌تر، افزایش حدود70 درصدی مقاومت 28 روزه و 86 درصدی مقاومت 90 روزه بتن ژئوپلیمرخودتراکم نوع iii نسبت به بتن با سیمان پرتلند (بتن مرجع) با عیار ثابت400 کیلوگرم بر مترمکعب می‌باشد. همچنین از دیگر مزایا می‌توان به عدم نیاز به ویبره زدن، استفاده از ضایعات صنعتی و کاهش آلودگی هوا، بهبود خواص مکانیکی (طبق نتایج آماری مقاومت‌های فشاری تا 65 مگاپاسکال) و همچنین کاهش هزینه کلی ساخت‌وساز بتن‌های خودتراکم ژئوپلیمری نسبت به نرخ کسب مقاومت بتن‌های خودتراکم معمولی، بتن‌های خودتراکم با درصدهای مختلف سرباره، بتن‌های معمولی ژئوپلیمری و بتن‌های معمولی اشاره کرد. با توجه به گران بودن فعال‌کننده‌های قلیایی در کشور، نبود دستگاه‌ها و زیرساخت‌های لازم جهت تولید پودرسرباره، عدم اطلاعات کافی در زمینه دوام بتن‌های ژئوپلیمری پیش‌بینی شده است که نتایج این مطالعه دامنه بتن‌های خودتراکم ژئوپلیمری (scgc) را گسترش داده و در نتیجه فرصت‌های جدیدی برای صنعت ساخت‌وساز ایجاد کند.

Laboratory study of fresh and hardened properties of self-compacting geopolymer concrete and comparison with other concrete

One of the most important challenges facing civil engineering community besides cost, performance problems such as vibration, especially in thin sections, the smooth and concrete movement of reinforced and complex sections, is increased resistance with reducing or not using cement. The purpose of this research is to innovate in Portland cementless concrete industry, which is inspired by geopolymer technology and its incorporation in selfcompacting concrete (SCC) to produce sustainable concrete, in order to reduce carbon emission from Portland cement (PC) production. In this regard, the furnaces slag as amorphous (cement replacement) and alkaline actuators are used and laboratory study was performed on the fresh properties (slump Flow, T50, LBox, hopper V and J rings) and hardened properties (compressive and tensile strength). Results indicate easy filling in narrow sections, improved compression, good bonding strength, reduced maintenance, faster construction speed, about 70% increase in 28day resistance and 86% in 90day resistance of Type III geopolymer concrete with respect to Portland cement concrete (reference concrete) with constant grade of 400 kg / m3, Use of industrial waste and reduction of air pollution, Improve mechanical properties (according to statistical results of compressive strengths up to 65 MPa), Reduce the overall construction cost of selfcompacting geopolymer concrete in comparison to the rate of acquisition of resistance of conventional selfcompacting concrete, selfcompacting concrete with different slag percentages, conventional geopolymer concrete and ordinary concrete. Due to the high cost of alkaline activators in the country, lack of equipment and infrastructure for slag powder, insufficient information on the durability of geopolymer concrete is predicted and thereby create new opportunities for the construction industry.