حسین اسفندیاری وهبان

حسین اسفندیاری وهبان


تاریخ انتشار : Publish : نسخه قابل چاپ Print

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد در رشته عمران گرایش سازه

 

عنوان:


امکان سنجی جایگزینی سیمان با سرباره کوره آهنگدازی فعال شده در ملات و بتن

 

استاد راهنما:

دکتر محمود نیلی

 

استاد مشاور:

مهندس مهدی بیات

اساتید ممتحن:

دکتر فریدون رضایی

دکتر محمد شوشتری


دانشجو:

حسین اسفندیاری وهبان

زمان

28 شهریور 1395 ساعت 15

مکان

آمفی تئاتر دانشکده مهندسی


چكيده:

بتن یکی از پرکاربردترین مصالح ساختمانی می‌باشد که سیمان جز اصلی تشکیل دهنده آن است. تولید سیمان نیازمند مصرف مقادیر زیادی انرژی بوده و نقش عمده‌ای در آلودگی محیط زیست و انتشار گازهای گلخانه‌ای دارد.کاهش مصرف سیمان یکی از راهکارهای حفظ محیط زیست و کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای می‌باشد. به عنوان مثال با بکارگیری سرباره آهن‌گدازی در بتن و جایگزین کردن آن با بخشی از سیمان، نه تنها نیازی به انبار کردن یا مدفون کردن این ضایعات صنعتی نمی‌باشد بلکه به علت مصرف کمتر سیمان، مقادیر کمتری گازهای گلخانه‌ای تولید خواهد شد. به علت فعالیت بسیار کم سرباره آهن‌گدازی اصفهان، خواص مکانیکی بتن ساخته شده با این مواد بسیار پایین است.

در این پروژه افزایش فعالیت سرباره کوره بلند آهنگدازی به روش شیمیایی مورد مطالعه قرار گرفته است. در این روش از دو فعال‌ساز قلیایی سدیم هیدروکسید(NaOH) و سدیم کربنات(NaCO3) برای فعال‌سازی استفاده شده است.در این تحقیق نسبت آب به سیمان 5/0 و مقدار جایگزینی سرباره 70 و 90 و 100 درصد وزنی سیمان بوده است. فعال‌سازهای شیمیایی با نسبت2 و 4 و 8 درصد وزنی سدیم به سرباره مورد استفاده قرار گرفت. ابتدا زمان‌های گیرش اولیه و نهایی خمیر نرمال بررسی شد. در ادامه جنبه‌های مقاومتی شامل مقاومت فشاری، مقاومت کششی و تردی و جنبه‌های دوامی شامل مقاومت الکتریکی،جذب آب حجمی و انسجام داخلی(پارامتر Ψ) و جنبه های ریزساختاری بتن مطالعه شد. در فاز گیرش، فعال‌سازی باعث تسریع گیرش خمیر می‌شود. گیرش اولیه و نهایی طرح های سدیم کربنات سریع‌تر از سدیم هیدروکسید است.

براساس نتایج، فعال‌سازی می‌تواند جنبه‌های مکانیکی بتن سرباره‌ای را بهبود بخشیده و مقاومت‌های بلندمدت در رده بتن سیمان پرتلند کسب کند اما در مقاومت‌های کوتاه مدت بهبود خواص کمتر است. در فاز دوامی با توجه به نتایج بدست آمده پیش بینی می‌شود با اضافه شدن فعال‌ساز دوام بتن های حاوی سرباره افزایش پیدا می‌کند. در این فاز عملکرد سدیم کربنات بهتر از سدیم هیدوکسید است.

با بررسی تاثیر عمل‌آوری بر مقاومت فشاری مشاهده شد عمل‌آوری در هوای آزاد و یا غرق‌آب(استاندارد) بر مقاومت طرح‌های فعال‌شده تاثیری ندارد در صورتی که طرح‌های فاقد فعال‌ساز در هوای آزاد کسب مقاومت ناچیزی در طول زمان داشته‌اند.

با تحلیل ریزساختاری  بتن‌های حاوی فعال‌ساز و مقایسه آن‌ها با بتن های فاقد فعال‌ساز نتیجه می‌شود واکنش‌های ناشی از حضور فعال‌ساز باعث تشکیل ماده ای جدید می‌شود که با محصول حاصل از هیدراسیون متفاوت است.این ترکیب که ژئوپلیمر نامیده می‌شود دارای ساختار متراکم‌تر و یکپارچه‌تر از ژل هیدراسیون می‌باشد.

واژه‌­های کلیدی: بتن، سرباره، فعا‌ل‌سازی، ژئوپلیمر


 

Abstract:

Concrete is the most widely used construction materials which cement is the main constituent .On the other hand,  cement production requires large amounts of energy and has a negative impact on the environmental. Therefore, reducing Cement consumption is the ways for protection the environment and reduce greenhouse gas emissions As an example, by using molten iron slag (Ground Granulated Blast furnace Slag) in concrete as partial replacement for cement, is considered as a policy for environment enhancement. However Iranian slag activity is so low that affect the mechanical properties of concrete made with these materials. The preset thesis, an expired of design has been carried out to examine the effect of two alkalis activator (sodium hydroxide and sodium carbonate) on fresh and hardened properties of concrete , water-cement ratio is 0.5 .slag was used by 0%,70%, 90% and 100% the weight of cement. Chemical activation was used by 2, 4, 8 weight ratio of sodium to slag. The initial and final setting times of normal paste were determined by Vicat test method. Furthermore, the compressive strength, tensile strength and brittleness and else electrical resistance, water absorption and internal consistency (parameter Ψ) and microstructural aspects of concrete were studied. The result showed that the setting time of the past made by sodium carbonate were more rapid than those made by sodium hydroxide. The results also showed that activators improved long-term strength.

According to the obtained results, can be predicted that by adding activator, electrical resistance of concrete that containing slag will be increased and water absorption will be decreased. In those phases, performance of sodium carbonate is better than sodium hydroxide. By investigating the effect of curing on compressive strength was observed that curing in the open air of flooding standard does not impact on the resistance of activated plans if plans without activator in open air had little resistance over time. SEM analysis revealed that a new gel was created in the activated slag specimen which may be due to the geopolymerization formation.

Keywords: concrete, cement, slag, activation, geopolymer




 

فرم اطلاعات فردي

 

 

1. مشخصات فردي

 

 

نام و نام خانوادگي:حسین اسفندیاری وهبان

 

تاريخ تولد:   19/4/68 13

 

 

محل صدور:همدان

 

محل تولد:همدان

وضعيت تاهل: مجرد

جنسيت: مرد

تابعيت:ایران

دين/مذهب:اسلام/شیعه

وضعيت خدمت وظيفه عمومي: مشمول

 

   

نام سازمان/شركت/دانشگاه:دانشگاه بوعلی سینا همدان

نشاني محل كار:همدان-خیابان شهید فهمیده دانشگاه بوعلی سینا

 

2. نشاني

 

 

تلفن همراه:9186723613     آدرس پست الكترونيكي:hoseinesfandiari.1989@gmail.com

 

 

3. ميزان تحصيلات

 

 

رديف

مقطع تحصيلي

رشته تحصيلي/گرايش تحصيلي

معدل كل

سال اخذ مدرك/درحين تحصيل

دانشگاه و كشور/ شهر محل تحصيل

عنوان و مشخصات پايان‌نامه يا رساله

 

1

کارشناسی

عمران/عمران

13.92

1392

بوعلی سینا همدان

 

2

کارشناسی ارشد

عمران / سازه

15.11

1395

بوعلی سینا همدان

امکان سنجی جایگزینی سرباره فعال شده در بتن

 

 

 

4. دوره هاي تخصصي غيركلاسيك گذرانده شده: شامل آموزش‌هاي حرفه‌اي غير دانشگاهي.

 

 

رديف

نام و مشخصات دوره تخصصي

تاريخ برگزاري

مدت دوره

محل برگزاري

نمره

سايـر اطلاعات مورد نياز

 

1

جوشکاری دستی درجه 2

1388

288

سازمان اموزش فنی و حرفه ای

76.5

 

2

کار با نرم افزار land development (پیشرفته)

1391

259

سازمان اموزش فنی و حرفه ای

78

 

3

کار با نرم افزار auto cad

1387

200

دانشگاه بوعلی سینا

90

 

 

4

اصول و فنون تدریس

1393

90

دانشگاه بوعلی سینا

عالی

 

 

 

                                                   

 

 

 

 

5. تأليفات: شامل كتب، مقالات منتشر شده و تحقيقات دانشجويي.

 

 

رديف

عنوان

نويسنده اصلي/ همكار/ ...

تأليف/ ترجمه/ گردآوري

نوع مدرك (كتاب/مقاله/پايان نامه/ ...)

تاريخ انتشار

محل انتشار

(ناشر/مجله/كنفرانس/دانشگاه)

 

1

بررسی هبستگی بین نتایج روش های طیف نگاری مقاومت ظاهری و استاندارد در اندازه گیری مقاومت الکتریکی بتن

همکار

تالیف

مقاله

1394

دهمین کنگره کلی مهندسی عمران

 

 

 

 

 

7. زبان خارجي

 

 

رديف

نام زبان

مكالمه

ترجمه

قواعد و دستور العمل­ها

نگارش

 

متوسط

خوب

عالي

متوسط

خوب

عالي

متوسط

خوب

عالي

متوسط

خوب

عالي

1

انگليسي

*

 

 

 

*

 

 

*

 

 

*

 

 

8. نرم‌افزارهاي تخصصي

 

 

رديف

نام نرم­افزار

كاربرد نرم­افزار

ميزان تسلط

توضيحات

 

 

متوسط

خوب

عالي

 

 

1

CSI Etabs

طراحی ساختمان

 

*

 

 

 

 

2

CSI Sap2000

طراحی سازه

 

*

 

 

 

 

3

Auto cad land desktop

طراحی راه

 

 

*

 

 

 

4

Auto cad

نقشه کشی و طراحی ساختمان

 

 

*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                   

 

 

 

 

9. فعاليت‌هاي آموزشي

 

 

رديف

محل آموزش

مقطع/ سطح آموزش

مواد / دروس آموزشي

از تاريخ

تا تاريخ

دفعات آموزش

 

1

دانشگاه بوعلی سینا

کارشناسی

کاربرد نرم افزار Land Desktop

1/7/1392

1/10/1392

1 ترم

 

 

10. تخصص‌ها

 

 

رديف

عنوان تخصص

سابقه علمي (ماه)

شرح تخصص

موارد كاربرد

توضيحات

 

1

طرح اختلاط بتن به روش ملی

 

 

 

 

2

طرح هندسی راه و طرح روسازی

 

 

 

 

3

طرح اختلاط بتن های خاص