تاثیر استفاده از متاکائولن بر خصوصیات مکانیکی بتن برپایه سیمان کلسیم آلومینات در دماهای بالا

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه لرستان، خرم آباد، ایران

2 گروه عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه لرستان

3 گروه عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابل، ایران

چکیده

سازه‌های بتنی به موجب دارا بودن مواد و مصالح خاص و عمدتاً غیر قابل بازیافت، در بین انواع سازه‌ها از جایگاه ویژه‌ای برخوردار هستند که این موضوع و حفظ آنها در برابر عوامل مخرب و به خصوص آتش و حرارت‌های بالا، از اهمیت زیادی برخوردار است. بر اساس تحقیقات پیشین سیمان‌های کلسیم آلومینات دارای مقاومت فشاری و مدول الاستیسیته بالاتر در محدوده دمایی 20 تا 800 درجه سلسیوس نسبت به سیمان‌های پرتلند می‌باشند. هدف از این پژوهش بررسی خصوصیات مکانیکی بتن مبتنی بر سیمان کلسیم آلومینات، و تعیین درصد بهینه متاکائولن بعنوان مصالح جایگزین سیمان در دماهای 110، 600 و 800 درجه سلسیوس می‌باشد. در همین راستا از 5 طرح اختلاط با 0، 5، 10، 15 و 20 درصد متاکائولن به جای سیمان کلسیم آلومینات IRC40، برای ساخت 135 نمونه شامل نمونه‌‌های فشاری مکعبی 10×10×10سانتی‌متر، نمونه‌های کششی استوانه‌ای با قطر 10 و ارتفاع 20 سانتی‌متر و تیر‌های خمشی با ابعاد 6×8×32 سانتی‌متر استفاده شد. مطابق نتایج آزمایشگاهی افزودن متاکائولن در کلیه نمونه‌‌ها باعث افزایش خصوصیات مکانیکی شد. در حالت کلی، غالباً سطح جایگزینی 10 تا 15 درصد متاکائولن بجای سیمان کلسیم آلومینات، در آزمایش‌ها بهترین عملکرد را نشان داد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of metakaolin on mechanical properties of calcium aluminate cement-based concrete at high temperatures

نویسندگان [English]

  • saeed kordi 1
  • Fereydoon Omidinasab 2
  • mehdi dehestani 3
1 Department of Civil Engineering, Lorestan University, Khorramabad, Iran
2 civil, faculty of engineering, lorestan university
3 Department of Civil Engineering, Babol Noshirvani University of Technology, Babol, Iran
چکیده [English]

Concrete structures are more popular than other types of structures because they have special and non-recyclable material, which keeps them stable against the destruction factors like fire and heat. According to the previous study, calcium aluminate cement has higher compressive strength and higher modulus of elasticity than Portland cement in the temperature range of 20 to 800 degrees Celsius. The purpose of this study is to investigate the mechanical properties of calcium aluminate cement concrete-based and determine the optimal percentage of metakaolin as cement materials substitute at temperatures of 110, 600 and 800 degrees Celsius. Therefore, 5 designs include 0, 5, 10, 15 and 20% of metakaolin instead of calcium aluminate IRC40 cement were used to make 135 specimens, with cubic compressive specimens 10 × 10 × 10 cm, cylindrical tensile specimens with a diameter of 10 and height of 20 cm, and a flexural beam with dimensions of 32 × 8 × 6. The experimental results show that the addition of metakaolin in all specimens developed the mechanical properties. In other words, to demonstrate the best performance in experiments the rate of 10 to 15% of metakaolin replaced calcium aluminate cement.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Calcium aluminate cement
  • Metakaolin
  • Mechanical properties
  • High Temperatures