ديمومة الخرسانة الجيوبوليميرية العادية وخفيفة الوزن المعرضة لدرجات حرارة عالية

الباحث

ليث عبد القادر احمد

المشرف

أسامة عبد الأمير عيدان

الجامعة

الجامعة التكنولوجية

الكلية / القسم

قسم الهندسة المدنية / الهندسة المدنية

الشهادة

دكتوراه

السنة

2023

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Geopolymer concrete;Lightweight concrete;Elevated temperature;Durability

تعتبر الخرسانة الجيوبوليميرية بديلا جيدا لخرسانة الأسمنت البورتلاندي؛ وهي توفر حلا مناسبا لمشكلة الاحتباس الحراري. مع استخدام موادء مثل الرماد المتطايرء الذي ينتج من احتراق الفحم في محطات لنتاج الطاقة، كبديل للأسمنت في إنتاج الخرسانة الجيوبوليميرية، مما يجعلها خطوة مرغوبة وحاسمة نحو الاستدامة. في هذا البحث تمت دراسة ثلاث انواع مختلفة من الخرسانة الجيوبوليميرية، الخرسانة الجيوبوليميرية العادية، الخرسانة الجيوبوليميرية العادية المعززة بألياف الكربون، والخرسانة الجيوبوليميرية خفيفة الوزن، تم تعريض هذه الخلطات لفحص (الكثافة الجافة للخرسانة، امتصاص cell قوة الانضغاطء قوة الشد الغير مباشرء قوة الانثناء، صلابة الانحناء، معامل المرونة الساكنة، عمق تغلغل الماء تحت الضغطء مقاومة الانضغاط وقوة الشد الغير مباشرة للخرسانة المعرضة لدرجات الحرارة Andi yall ، مقاومة الانجماد والذوبان ، فقدان الكتلة ، وسرعة الموجات فوق الصوتية) . كانت كثافة الخرسانة الجيوبوليميرية العادية حوالي 2278 كجم / م 2، والخرسانة الجيوبوليميرية العادية المسلحة بألياف الكربون 2270 كجم / م 2، وللخرسانة الجيوبوليميرية خفيفة الوزن 1719 كجم / م > ووفقا لمتطلبات المواصفات القياسية. كما كانت مقاومة الانضغاط 41.4 و42.1 و23.5 ميجا باسكال على التوالي. وتتم دراسة مقاومة الانضغاط ومقاومة الشد غير المباشرة للنماذج عند تعرضها Gla pal حرارة عالية (200، 300، 400، 500، 600، 700، 800‘ 10005( درجة مئوية. وقد أظهرت الخرسانة الجيوبوليميرية العادية انخفاضا في مقاومة الانضغاط )8< 13 +15 246176، 38 ، 46 55 7( على coll sill ، بينما أظهرت الخرسانة الجيوبوليميرية العادية المسلحة بألياف الكربون انخفاضا بنسبة (5 ، 10 ، 15.613 ٠ 34 ٠، 21 ٠ 41 © 497) على التوالي ، والخرسانة الجيوبوليميرية خفيفة الوزن انخفضت بنسبة (12 ، 614 16 © 19 ، 6 41 ، 53 ، و 465 )على التوالي . اما مقاومة الشد غير المباشرة للخرسانة الجيوبوليميرية العادية فقد أظهرت انخفاضا بحوالي (12، 7 22، 28، 36، 44، 53، 764( على التوالي، والخرسانة الجيوبوليميرية العادية المسلحة بألياف الكربون أظهرت انخفاضا بحوالي 6B) 14 618 22: 31، 39، 48 52 ”) على التوالي، والخرسانة الجيوبوليميرية خفيفة الوزن انخفاضا قدره (12، 17، 22، 28، ٠36 44 58 و 4 على التوالي ساهم تسليح الخرسانة بألياف الكربون في التخفيف من حدة الانخفاض وكان واضحا في مقاومة الشد غير المباشرة، بينما أظهرت الخرسانة خفيفة الوزن خواص ميكانيكية ممتازة، وحدث الانخفاض فيها بسبب وجود ركام خشن خفيف الوزن في الخليط. بينما أظهرت خلطات الخرسانة الجيوبوليميرية أداء عاليا عند تعرضها لظروف التجمد والذوبان، حيث أظهرت الخرسانة الجيوبوليميرية العادية عامل ديمومة بنسبة 764 تقريباء اما الخرسانة الجيوبوليميرية العادية المقواة بألياف الكربون عامل ديمومة aly حوالي 66/، وكانت للخرسانة الجيوبوليميرية خفيفة الوزن عامل ديمومة بنسبة 62/. اما الجانب النظري للدراسة فتم باستخدام برنامج SPSS الإحصائي(26-/1/6) ، مع استخدام طريقة شبكة متعددة الطبقات لتحديد أهمية المتغير المستقل على مقاومة الانضغاط عند عمر (7 و28) يوماء ومقاومة الشد غير المباشرة، ومقاومة الانحناء وللخلطات الثلاثة. حيث أظهرت عدة عوامل تأثيرا مهما على قوى المقاومة الخرسانية المستهدفة. كما تم ايضاء تطبيق طريقة الانحدار والارتباط بين مقاومة الانضغاطه ومقاومة الشد غير المباشرة من Age مع درجات الحرارة المرتفعة التي تم تعريضها على الخلطات الخرسانية الجيوبوليميرية الثلاثة. حيث تبين ان درجات الحرارة لها تأثيرا مباشرا على مقاومة الانضغاط وقوة الشد الغير مباشرة للخرسانة الجيوبوليميرية، كما تم استخراج معادلة من العلاقة بين درجة الحرارة وقوة الانضغاطهء وقوة الشد الغير مباشر والتي لها أكبر معامل تحديد ممكن.

Geopolymer concrete is a good alternative to Portland cement concrete, and it gives a proper solution for global warming issues. With using materials like, such as fly ash, which is produced by coal in power plants as an alternative to cement in geopolymer production, makes it a desirable and critical step toward sustainability. In this study, proportions of materials were conducted experimentally to three different varieties of geo-polymer concrete, normal geo-polymer concrete, normal geopolymer concrete reinforced by carbon fiber, and lightweight geopolymer concrete, these mixtures were subjected to (dry density of concrete, water absorption, (compressive, tensile, flexural) strengths, flexural toughness, static elasticity modulus, depth of water penetration under pressure, endurance resistance at elevated temperatures, resistance to freezing and thawing, mass loss examination, and Ultrasonic pulse velocity) tests. The density was 2278 kg/m2 for normal geopolymer concrete, 2270 kg/m2 for normal geopolymer concrete reinforced by carbon fiber, and 1719 kg/m2 for lightweight geopolymer concrete following the requirements of the standard specifications. The compressive strength was 41.4, 42.1, and 23.5 MPa, respectively. The compressive strength and indirect splitting tensile strength of the models, when exposed to high temperatures (200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, and 1000) degrees Celsius, were also investigated. Normal geopolymer concrete showed a decrease in compressive strength (8, 13, 15, 17, 24, 38, 46, and 55%) respectively, while normal geopolymer concrete reinforced with carbon fiber showed a decrease of (5, 10, 13, 15, 21, 34, 41, and 49%) respectively, and lightweight geopolymer concrete had a decrease of (12, 14, 16, 19, 26, 41, 53, and 65%) respectively. Also, indirect splitting tensile strength was found for normal geopolymer concrete declined by (12, 17, 22, 28, 36, 44, 53, and 64%) respectively, and normal geopolymer concrete reinforced by carbon fiber decreased by (8, 14, 18, 22, 31, 39, 48, and 52%) respectively, and lightweight geopolymer concrete a decline of (12, 17, 22, 28, 36, 44, 58, and 74%) respectively. Reinforcement of concrete with carbon fiber contributed to mitigating the severity of the decrease and was evident in the indirect splitting tensile strength, while lightweight concrete showed excellent mechanical properties, and the drop occurred due to the presence of lightweight coarse aggregate in the mixture. While geopolymer concrete mixes showed high performance when exposed to freeze and thaw conditions. Normal geopolymer concrete showed a durability factor of about 64%, normal geopolymer concrete reinforced by carbon fiber showed a durability factor of about 66%, and lightweight geopolymer concrete had a durability factor of 62%. The theoretical side of the study was done using the statistical SPSS program (ver-26), with the use of a multilayer network method to determine the importance of the independent variable on compressive strength at the age of (7 and 28) days, indirect tensile strength, bending strength and for the three mixtures. Several factors have shown an important impact on the resistance forces of the target concrete. The method of slope and correlation between compressive strength and indirect tensile strength on the one hand with the high temperatures exposed to the three geopolymer concrete mixtures were also applied. It was found that temperatures have a direct impact on the compressive strength and indirect tensile strength of geopolymer concrete, and an equation was extracted from the relationship between temperature, compressive strength, and indirect tensile strength, which has the largest possible coefficient of determination.

طلب نسخة من الملف

الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.

الاسم

رقم الهاتف

البريد الإلكتروني

الغرض من الطلب (اختياري)

إرسال الطلب