13

[email protected] 5NF 1NC 2NC 3NC 4NC 5NC 3NC Control 1NS 2NS 3NS 4NS 5NS 1NF 2NF 3NF 4NF 5NF 1NC 2NC 3NC 4NC 5NC days days 0 5 10 15 01 3 days 28 days days days days days

  • Upload
    others

  • View
    3

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

  • V

    [email protected]

  • -

    SCC

    SCCSCM

    Domone

    Senff

    Lin

    Ltifi

    Li

    -

    ASTM

    C150

  • Vand super plast PCE

    ASTM

    C494 TYPE Fg/cm3

    PCE

    SiO2

    Al2O3

    Fe2O3

    CaO

    MgO

    SO3

    K2O

    Na2O

    LOI

    g/cm3

    g/cm2

    ASTM C136-01

    mm

    mm

    mm

    µm

    µm

    µm

    PH CPS

    NSNFNC

    EFNARC

    rpm

    rpm

  • Control

    1NS

    2NS

    3NS

    4NS

    5NS

    1NF

    2NF

    3NF

    4NF

    5NF

    1NC

    2NC

    3NC

    4NC

    5NC

    ±

    V

    V

    cm

    EFNARC

    V

  • 1NS2NS3NS4NS5NS

    w/b

    V

    V

    s

    cm

    Control

    1NS

    2NS

    3NS

    4NS

    5NS

    1NF

    2NF

    3NF

    4NF

    5NF

    1NC

    2NC

    3NC

    4NC

    5NC

    EFNARC

    1NF2NF3NF4NF5NF

    1NC2NC3NC4NC5NC

    w/b

    Ca(OH)2

  • days

    days

    days

    days

    days

    days

    days days

    days

    days

    days

    days

    days

    ASTM C642

    ASTM C642

    Control

    1NS

    2NS

    3NS

    4NS

    5NS

    1NF

    2NF

    3NF

    4NF

    5NF

    1NC

    2NC

    3NC

    4NC

    5NC

    Control

    1NS

    2NS

    3NS

    4NS

    5NS

    1NF

    2NF

    3NF

    4NF

    5NF

    1NC

    2NC

    3NC

    4NC

    5NC

  • 3NC

    Control

    1NS

    2NS

    3NS

    4NS

    5NS

    1NF

    2NF

    3NF

    4NF

    5NF

    1NC

    2NC

    3NC

    4NC

    5NC

    Control

    1NS

    2NS

    3NS

    4NS

    5NS

    1NF

    2NF

    3NF

    4NF

    5NF

    1NC

    2NC

    3NC

    4NC

    5NC

    days

    days

    0

    5

    10

    15

    0 1

    3 days

    28 days

    days

    days

    days days

    days days

    1 2 3

    days 7 days

    days 90 days

    days days

    days days

    days

    days

    4 5

    days

    days

    days

    days

  • a

    bc

  • ab

    cab

    c

  • محمد رنجبر، احسان محسنیرحمت مدندوست، ملک

    65/دومتحقیقات بتن، سال پنجم، شمارة

    ــکل ــاختارمالتخودتراکم- )a(11شـ ــاوي میکروسـ ــد 1حـ درصـنانومس

    b3)حاويتراکمخودمالتمیکروساختار-)cوb(11شکلنانومسدرصدc(4ودرصد

    گیرينتیجه-4روشنی قطر جریان اسـالمپ را افـزایش استفاده از نانو ذرات به.1

    نیـز دیـده Vالگوي مشابه در آزمایش زمان جریان قیف . دهدمی

    داراي زمان جریان ) شاهد(در واقع مالت سیمانی پایه . شده استسیلیس زمـان جریـان ذراتباشد که با اضافه شدن نانوثانیه می11ــا اضــافهثانیــه، 3/8تــا ــانوذرات آهــن تــا ب ــا 6/7شــدن ن ثانیــه و ب

    لـذا . ثانیه هم کاهش داشته اسـت 7/7مس تا ذراتشدن نانواضافهسیلیس،آهن و مس داراي نفوذ ذراترود استفاده از نانوانتظار می

    .تراکم داشته باشدخودةزیادي روي خواص مالت تازــزودن.2 ــلیساف ــود نانوس ــالت خ ــه م ــراکم،ب ــبت ــودموج بهب

    هـاي مـالت فشـاري و خمشـی هـاي مقاومـت اي درمالحظـه قابلدرصـد وزنـی 4تا نانوسلیسن کردنجایگزی.گردیدتراکمخود

    هـاي بـاالتر فشـاري افـزود و در درصـد مقاومـت بهبـود میـزان برهمچنــین بــا افــزایش . مقاومــت فشــاري رو بــه کــاهش گذاشــت

    مقاومـت خمشـی بهبـود میـزان درصـد وزنـی بـر 3تـا نانوسلیساگرچه با . افزوده شد و پس از آن مقاومت رو به کاهش گذاشت

    ــاهش در م ــود ک ــتوج ــان قاوم ــی، همچن ــاري و خمش ــاي فش ه.باشدمیشاهدۀمقاومت نمونه باالتر از نمون

    دربهبـود موجـب تـراکم، مـالت خـود باآهننانوکردنهمراه.3در .گردیـد تـراکم هاي خودمالتفشاري و خمشیهايمقاومت

    مقاومـت فشـاري کمتـري در مقایسـه بـا ) روز7و 3(سنین اولیـه ــ ــرل بدســت آمــد ۀنمون ــاالتر کنت ــا در ســنین ب ) روز90و 28(ام

    کنترل افزایش یافته است کـه ۀمقاومت فشاري آنها نسبت به نمونآهن بیشترین مقدار را درصد نانو2این افزایش در اختالط شامل

    3آهـن تـا نـانو جـایگزینی همچنـین بـا افـزایش درصـد . داراستاز مقاومت خمشی افزوده شـد و بعـد بهبودمیزاندرصد وزنی بر

    اگرچـه بـا وجـود کـاهش در . آن مقاومت رو به کاهش گذاشتکنتـرل ۀبـاالتر از نمونـ ۀمقاومت خمشی، همچنان مقاومـت نمونـ

    هـاي حـاوي البته روند افزایش مقاومـت در مقایسـه بـا نمونـه . بود. تر بوده استمس بسیار کندسیلیس و نانونانو

    ــانو بررســی.4 ــزودن ن ــا نشــان داد کــه اف ــه ذراته مــالت مــس بهاي فشاري و خمشی شده تراکم نیز باعث بهبود در مقاومتخود. است

    ــه.5 ــان نمون ــانو در می ــههــاي حــاوي ن ــف، نمون ــاي ذرات مختل هسـیلیس بیشـترین رونـد کسـب درصـد نـانو 4تـراکم حـاوي خود

    هـاي مقاومت فشاري در سنین مختلـف را نسـبت بـه دیگـر نمونـه .تآهن و مس نشان داده اسذراتحاوي نانو

    محمد رنجبر، احسان محسنیرحمت مدندوست، ملک

    65/دومتحقیقات بتن، سال پنجم، شمارة

    ــکل ــاختارمالتخودتراکم- )a(11شـ ــاوي میکروسـ ــد 1حـ درصـنانومس

    b3)حاويتراکمخودمالتمیکروساختار-)cوb(11شکلنانومسدرصدc(4ودرصد

    گیرينتیجه-4روشنی قطر جریان اسـالمپ را افـزایش استفاده از نانو ذرات به.1

    نیـز دیـده Vالگوي مشابه در آزمایش زمان جریان قیف . دهدمی

    داراي زمان جریان ) شاهد(در واقع مالت سیمانی پایه . شده استسیلیس زمـان جریـان ذراتباشد که با اضافه شدن نانوثانیه می11ــا اضــافهثانیــه، 3/8تــا ــانوذرات آهــن تــا ب ــا 6/7شــدن ن ثانیــه و ب

    لـذا . ثانیه هم کاهش داشته اسـت 7/7مس تا ذراتشدن نانواضافهسیلیس،آهن و مس داراي نفوذ ذراترود استفاده از نانوانتظار می

    .تراکم داشته باشدخودةزیادي روي خواص مالت تازــزودن.2 ــلیساف ــود نانوس ــالت خ ــه م ــراکم،ب ــبت ــودموج بهب

    هـاي مـالت فشـاري و خمشـی هـاي مقاومـت اي درمالحظـه قابلدرصـد وزنـی 4تا نانوسلیسن کردنجایگزی.گردیدتراکمخود

    هـاي بـاالتر فشـاري افـزود و در درصـد مقاومـت بهبـود میـزان برهمچنــین بــا افــزایش . مقاومــت فشــاري رو بــه کــاهش گذاشــت

    مقاومـت خمشـی بهبـود میـزان درصـد وزنـی بـر 3تـا نانوسلیساگرچه با . افزوده شد و پس از آن مقاومت رو به کاهش گذاشت

    ــاهش در م ــود ک ــتوج ــان قاوم ــی، همچن ــاري و خمش ــاي فش ه.باشدمیشاهدۀمقاومت نمونه باالتر از نمون

    دربهبـود موجـب تـراکم، مـالت خـود باآهننانوکردنهمراه.3در .گردیـد تـراکم هاي خودمالتفشاري و خمشیهايمقاومت

    مقاومـت فشـاري کمتـري در مقایسـه بـا ) روز7و 3(سنین اولیـه ــ ــرل بدســت آمــد ۀنمون ــاالتر کنت ــا در ســنین ب ) روز90و 28(ام

    کنترل افزایش یافته است کـه ۀمقاومت فشاري آنها نسبت به نمونآهن بیشترین مقدار را درصد نانو2این افزایش در اختالط شامل

    3آهـن تـا نـانو جـایگزینی همچنـین بـا افـزایش درصـد . داراستاز مقاومت خمشی افزوده شـد و بعـد بهبودمیزاندرصد وزنی بر

    اگرچـه بـا وجـود کـاهش در . آن مقاومت رو به کاهش گذاشتکنتـرل ۀبـاالتر از نمونـ ۀمقاومت خمشی، همچنان مقاومـت نمونـ

    هـاي حـاوي البته روند افزایش مقاومـت در مقایسـه بـا نمونـه . بود. تر بوده استمس بسیار کندسیلیس و نانونانو

    ــانو بررســی.4 ــزودن ن ــا نشــان داد کــه اف ــه ذراته مــالت مــس بهاي فشاري و خمشی شده تراکم نیز باعث بهبود در مقاومتخود. است

    ــه.5 ــان نمون ــانو در می ــههــاي حــاوي ن ــف، نمون ــاي ذرات مختل هسـیلیس بیشـترین رونـد کسـب درصـد نـانو 4تـراکم حـاوي خود

    هـاي مقاومت فشاري در سنین مختلـف را نسـبت بـه دیگـر نمونـه .تآهن و مس نشان داده اسذراتحاوي نانو

    محمد رنجبر، احسان محسنیرحمت مدندوست، ملک

    65/دومتحقیقات بتن، سال پنجم، شمارة

    ــکل ــاختارمالتخودتراکم- )a(11شـ ــاوي میکروسـ ــد 1حـ درصـنانومس

    b3)حاويتراکمخودمالتمیکروساختار-)cوb(11شکلنانومسدرصدc(4ودرصد

    گیرينتیجه-4روشنی قطر جریان اسـالمپ را افـزایش استفاده از نانو ذرات به.1

    نیـز دیـده Vالگوي مشابه در آزمایش زمان جریان قیف . دهدمی

    داراي زمان جریان ) شاهد(در واقع مالت سیمانی پایه . شده استسیلیس زمـان جریـان ذراتباشد که با اضافه شدن نانوثانیه می11ــا اضــافهثانیــه، 3/8تــا ــانوذرات آهــن تــا ب ــا 6/7شــدن ن ثانیــه و ب

    لـذا . ثانیه هم کاهش داشته اسـت 7/7مس تا ذراتشدن نانواضافهسیلیس،آهن و مس داراي نفوذ ذراترود استفاده از نانوانتظار می

    .تراکم داشته باشدخودةزیادي روي خواص مالت تازــزودن.2 ــلیساف ــود نانوس ــالت خ ــه م ــراکم،ب ــبت ــودموج بهب

    هـاي مـالت فشـاري و خمشـی هـاي مقاومـت اي درمالحظـه قابلدرصـد وزنـی 4تا نانوسلیسن کردنجایگزی.گردیدتراکمخود

    هـاي بـاالتر فشـاري افـزود و در درصـد مقاومـت بهبـود میـزان برهمچنــین بــا افــزایش . مقاومــت فشــاري رو بــه کــاهش گذاشــت

    مقاومـت خمشـی بهبـود میـزان درصـد وزنـی بـر 3تـا نانوسلیساگرچه با . افزوده شد و پس از آن مقاومت رو به کاهش گذاشت

    ــاهش در م ــود ک ــتوج ــان قاوم ــی، همچن ــاري و خمش ــاي فش ه.باشدمیشاهدۀمقاومت نمونه باالتر از نمون

    دربهبـود موجـب تـراکم، مـالت خـود باآهننانوکردنهمراه.3در .گردیـد تـراکم هاي خودمالتفشاري و خمشیهايمقاومت

    مقاومـت فشـاري کمتـري در مقایسـه بـا ) روز7و 3(سنین اولیـه ــ ــرل بدســت آمــد ۀنمون ــاالتر کنت ــا در ســنین ب ) روز90و 28(ام

    کنترل افزایش یافته است کـه ۀمقاومت فشاري آنها نسبت به نمونآهن بیشترین مقدار را درصد نانو2این افزایش در اختالط شامل

    3آهـن تـا نـانو جـایگزینی همچنـین بـا افـزایش درصـد . داراستاز مقاومت خمشی افزوده شـد و بعـد بهبودمیزاندرصد وزنی بر

    اگرچـه بـا وجـود کـاهش در . آن مقاومت رو به کاهش گذاشتکنتـرل ۀبـاالتر از نمونـ ۀمقاومت خمشی، همچنان مقاومـت نمونـ

    هـاي حـاوي البته روند افزایش مقاومـت در مقایسـه بـا نمونـه . بود. تر بوده استمس بسیار کندسیلیس و نانونانو

    ــانو بررســی.4 ــزودن ن ــا نشــان داد کــه اف ــه ذراته مــالت مــس بهاي فشاري و خمشی شده تراکم نیز باعث بهبود در مقاومتخود. است

    ــه.5 ــان نمون ــانو در می ــههــاي حــاوي ن ــف، نمون ــاي ذرات مختل هسـیلیس بیشـترین رونـد کسـب درصـد نـانو 4تـراکم حـاوي خود

    هـاي مقاومت فشاري در سنین مختلـف را نسـبت بـه دیگـر نمونـه .تآهن و مس نشان داده اسذراتحاوي نانو

  • 3NC

    1. Okamura H and Ouchi M Application of self compacting concrete in Japan Proceeding of the first International RILEM self compacting concrete. Japan, pp. 3-9 (2000)

    2. The Europen Guidline for self compacting concrete specification , production and use. May (2005)

    3. EFNARC Specification and guidlines for self compacting concrete , pp. 29-35, Feb (2002)http://efnarc.org

    4. Domone PL, Jin J Proprties of mortar for self-compacting concrete . In: Proceeding of the first International RILEM symposium on self-compacting concrete. Stockholm, Sweden, pp. 109-120 (1999)

    5. Senff L, Labrincha J.A, Ferreira V, Hotza D, L. Repette W.L, Effect of nano-silica on rheology and fresh properties of cement pastes and mortars , Construction and Building Materials 23 pp. 2487 2491 (2009)

    6. Lin K.L, Chang W.C, Lin D.F, Luo H, Tsai M.C, Effects of nano-SiO2 and different ash particle sizes on sludge ash cement mortar , Journal of Environmental Management 88 pp. 708 714 (2008)

    7. Ltifi M , Guefrech A, Mounanga P, Khelidj A, Experimental study of the effect of addition of

    nano-silica on the behavior of cement mortars , Proceeding Engineering 10 pp. 900 905 (2011)

    8. Li H, Xiao H, Yuan J, Ou J, Microstructure of cement mortar with nano-particles , Composites: Part B 35 pp. 185 189 (2004)

    9. ASTM C150 Standard Specification for Portland Cement , Annual book of ASTM standards, 4.01, 186-189, (2000)

    10. ASTM 642 Standard Test Method for Density, Absorption, and Voids in Hardened Concrete , Annual book of ASTM standards, 4.01, pp. 186-189, (2000)

    11. Ali Nazari, Shadi Riahi, The role of SiO2 nanoparticles and ground granulated blast furnace slag admixtures on physical, thermal and mechanical properties of self compacting concrete , Materials Science and Engineering A 528 pp. 2149 2157(2011)

    http://efnarc.org

  • Abstract

    Effect of Nano Materials on Engineering Properties of Self Compacting Mortar Containing Fly Ash

    R. Madandoust*

    Associate Professor Department of Civil Engineering, University of Guilan M. M. Ranjbar

    Assistant Professor Department of Civil Engineering, University of Guilan E. Mohseni

    M.Sc student, Department of Civil Engineering, University of Guilan

    ( Received: 2013/9/23 - Accepted: 2013/11/20)

    Abstract Nano-structurematerials recently attracted much scientific interest due to their superior performance. As well as concrete industry, according to its needs both in terms of strength and durability is one of the important users of nano structured materials. Therefore, concrete and mortar studies containing additive in nano scale is so important to development of new building materials. The aim of this study is to assess the self compacting mortars (SCMs) by using nano particles as a replacement of cement. In addition to reducethe amount of cement and to achieve the better workability, 25% fly ash was replaced in cement in all samples. Reduction of cement usage is a symbol of sustainable development and application of nano particles is a mark of nano technology helping in the same direction to make a brighter future. In this paper, the engineering properties of SCMs made by using of 1- 5% of SiO2, Fe2O3 and CuO nano particles are investigated. The fresh properties of mortar determined using mini V-funnel and mini slump flow tests and the hardened properties that determined by compressive strength, flexural strength tests at 3, 7, 28 and 90 days and water absorption test determined at 28 days.The results of experiments show the appropriate performance of the mentioned nanoparticles especially for SiO2 and CuO nano particles in improvement of workability, mechanical properties and durability of self compacting mortars.

    Key words: Self Compacting Mortar, Engineering Properties, Durability, Nano Scale Materials

    * Corresponding author: [email protected]