بررسی دوام و عملکرد بتن خودتراکم سبک با استفاده از سبکدانه‌های مصنوعی و طبیعی در محیط اسید سولفوریک: یک مطالعه تجربی و تحلیلی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده عمران، دانشگاه خواجه نصیر الدین طوسی، تهران، ایران

2 دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران

چکیده

تلاش برای کاهش وزن بتن منجر به تحقیقات گسترده در مورد بتن سبک شده است. کاهش وزن بتن ممکن است منجر به کاهش وزن سازه و در نتیجه کاهش نیروی وارده به آن شود. در این مطالعه، اثرات دو سبکدانه لیکا و اسکوریا بر خواص بتن خودتراکم در فازهای تازه و سخت شده و دوام آن در محیط اسید سولفوریک بررسی شده است. آزمایش‌های بتن تازه شامل جریان اسلامپ، اسلامپ T50، جعبه L، جعبه U، حلقه J و وزن مخصوص و آزمایش‌های مقاومت فشاری در حالت عادی و محیط اسیدی و کاهش وزن در حالت اسیدی برای نمونه‌های سخت شده بررسی شده است. نتایج نشان داد که سه عامل تاثیر گذار بر کارایی بتن وزن مخصوص، شکل ظاهری و درصد جذب آب سبکدانه‌ها است. با جایگزینی سبکدانه‌های لیکا و اسکوریا با حجم یکسان در بتن سبک، بتن سبک اسکوریا حدود ۶۰٪ مقاومت بیشتری را نشان می‌دهد. بیشترین کاهش مقاومت نمونه‌های فشاری قرارگرفته در محیط اسیدی، برای بتن سبک خودتراکم لیکا بین سن 1تا 7 روزه رخ می‌دهد و حدود 27% است، و برای بتن سبک خودتراکم اسکوریا بین سن 7 تا 28 روزه رخ می‌دهد و حدود 25% است، که نشان می‌دهد بیشترین تاثیر محیط اسیدی بر کاهش مقاومت برای بتن سبک خودتراکم لیکا تا سن 7 روزه است و برای بتن سبک خودتراکم اسکوریا از سن 7 تا 28 روزه است. و بیشترین کاش وزن نمونه‌های قرارگرفته در محیط اسیدی برای هر دو بتن، بین سن 1تا 14 روزه رخ می‌دهد که حدود 93% است و بین سن 14تا 28 روز تنها حدود 7% کاهش وزن رخ می‌دهد. قابل ذکر است که نسبت به وزن اولیه، نمونه‌ها حدود 1% تا 2% کاهش وزن دارند که این کاهش وزن بسیار ناچیز است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Durability and Performance Evaluation of Lightweight Self-Compacting Concrete Using Artificial and Natural Lightweight Aggregates in Sulfuric Acid Environment: An Experimental and Analytical Study

نویسندگان [English]

  • Emad Tavakoli 1
  • Mansor Fakhri 2
1 Department of Civil Engineering, K.N. toosi University of Technology, Tehran, Iran
2 Department of Civil Engineering, K.N. toosi University of Technology, Tehran, Iran
چکیده [English]

Efforts to reduce the weight of concrete have led to extensive research on lightweight concrete. Reducing the weight of concrete may result in reducing the weight of structures and consequently reducing the forces acting on them. In this study, the effects of two lightweight aggregates, namely LECA and Scoria, on the properties of self-compacting concrete in fresh and hardened phases, as well as its durability in sulfuric acid environment, were investigated. Fresh concrete tests included slump flow, T50 slump flow, L-box, U-box, J-ring, and specific weight tests, while compressive strength tests were conducted in normal and acidic environments, and weight loss in acidic conditions for hardened samples was examined. The results showed that three significant factors affecting concrete performance are the specific weight, appearance, and water absorption percentage of the aggregates. By replacing LECA and Scoria aggregates with the same volume in lightweight concrete, Scoria lightweight concrete exhibited approximately 60% higher strength. The highest reduction in compressive strength of samples placed in acidic environment occurs for LECA lightweight self-compacting concrete between ages 1 to 7 days at about 27%, and for Scoria lightweight self-compacting concrete between ages 7 to 28 days at about 25%, indicating that the greatest impact of acidic environment on strength reduction is observed for LECA lightweight self-compacting concrete up to 7 days and for Scoria lightweight self-compacting concrete from 7 to 28 days. The highest weight loss for samples placed in acidic environment for both types of concrete occurs between ages 1 to 14 days at approximately 93%, with only about 7% weight loss between ages 14 to 28 days. It is worth noting that compared to the initial weight, the samples experience a very slight weight reduction of about 1% to 2%.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Light concrete
  • self-compacting concrete
  • Durability of concrete
  • Scoria lightweight aggregate
  • LECA lightweight aggregate