Abstract
In the present study, split tensile strength along with rheological, thermal, transport and microstructural properties of self compacting concrete (SCC) containing low volume fly ash (FA) and TiO2 nanoparticles have been investigated. With this respect, Portland cement was replaced by low volumes of fly ash and the properties of SCC specimens were measured. It was found that addition of fly ash by 5, 10 and 15 wt% can improve the rheological, mechanical and durability properties of concrete at higher ages. TiO2 nanoparticles with the average particle size of 20 nm were partially added to concrete. TiO2 nanoparticle as a partial replacement of cement up to 4 wt% could accelerate C–S–H gel formation as a result of increased crystalline Ca(OH)2 amount at the early age of hydration and hence increase split tensile strength of concrete specimens. Increasing the TiO2 nanoparticles’ content more than 4 wt% reduced the split tensile strength because of the decreased crystalline Ca(OH)2 content required for C–S–H gel formation. TiO2nanoparticles could improve the porestructure of concrete and shift the distributed pores to harmless and few harm pores. Microstructures of different concrete mixtures were also investigated through scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction
چکیده
در مقاله پیش رو، مقاومت کششی همراه با خواص رئولوژیکی، حرارتی، انتقالی و ریزساختاری سیمان های خودتراکمی (SCC) حاوی خاکستر بادی کم حجم (FA) و نانوذرات TiO2 مورد بررسی قرار گرفته است. در این رابطه، سیمان پرتلند با مقادیر کم خاکستر بادی جایگزین شده و خواص نمونه های SCC اندازه گیری شد. مشخص شد که افزودن خاکستر بادی به میزان 5، 10 و 15% وزنی می تواند خواص رئولوژیکی، مکانیکی و دوام بتن را در عمر بالاتر بتن بهبود بخشد. نانوذرات TiO2 با اندازه متوسط 20 نانومتر بصورت جزئی به بتن افزوده شدند. نانوذرات TiO2 به عنوان جایگزین جزئی سیمان تا سقف 4 درصد وزنی، می تواند تشکیل ژل C–S–H را در نتیجه افزایش مقدار بلور Ca(OH)2 در عمر کم آبپوشی تسریع نموده و از این رو استحکام کششی نمونه های بتون را افزایش دهد. افزایش محتوای نانوذرات TiO2 به بیش از 4 درصد وزنی، استحکام کششی را به دلیل کاهش محتوای بلوری Ca(OH)2 مورد نیاز برای تشکیل ژل C–S–H کاهش می دهد. نانوذرات TiO2 می تواند ساختار متخلخل بتون را بهبود بخشد و منافذ توزیع شده را به منافذ بی ضرر یا کم ضرر تغییر دهد. ریزساختارهای مخلوط های مختلف بتن نیز از طریق اسکن با میکروسکوپ الکترونی (SEM) و پراش اشعه ایکس (XRD) مورد بررسی قرار گرفتند.
1-مقدمه
چسباننده های مبتنی بر سیمان پرتلند ترکیبات فعال اولیه کامپوزیت های سیمانی مورد استفاده در مدرن ترین پروژه های ساخت و ساز هستند. اجزای دیگر عبارتند از آب و سنگدانه های ریز و درشت. چسباننده ها از پوکه پرتلند همراه با مقدار کمی سولفات کلسیم ساخته شده و اغلب حاوی پودرهای معدنی ریز همچون سنگ آهک، پوزولان (معمولاً خاکستر آتشفشان)، خاکستر بادی (بطور معمول از نیروگاه های زغالسوز تأمین می شود)، و سرباره گرانول کوره هستند...