تصنيع وفحص خرسانة الجيوبوليمر القائمة على النفايات كمواد بناء صديقة للبيئة

الباحث

عقيل إبراهيم هادي الجبوري

المشرف

اسيل باسم الزبيدي - ليث وضاح إسماعيل

الجامعة

الجامعة التكنولوجية

الكلية / القسم

قسم هندسة المواد / هندسة المواد

الشهادة

ماجستير

السنة

2024

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Geopolymer concrete;Waste materials;Eco-friendly construction;Compressive strength

من اهم التحديات التي تواجه البشرية هو تلوث البيئة ومن أبرز مصادر التلوث هي تراكم النفايات دون معالجه وكذلك انبعاثات ثاني أوكسيد الكربون للجو. حيث يساهم قطاع صناعة الاسمنت لوحده ب 9,05 تقريبا من اجمالي انبعاثات الكاربون العالمية لذلك جهود كبيرة تبذل من Jal إيجاد طرق جديدة ومتنوعة لمعالجة النفايات وابتكار مواد بناء لا تعتمد في تصنيعها على الاسمنت. تعتبر خرسانة الجيوبوليمر خيار ناجح لمعالجة بعض من المشاكل البيئية التي ذكرت انفا بالإضافة انها lis خواص ميكانيكيه وحرارية أفضل من الخرسانة البورتلاندية الاعتيادية, تهدف هذه الدراسة الى انتاج خرسانه جيوبوليمرية مستدامة بيئيا ذات خواص ميكانيكية عالية وعزل حراري مقبول باستخدام الميتاكاؤولين. ودراسة تأثير إضافة النفايات الصناعية مثل الرماد المتطاير او نفايات الناتجة من معمل اسمنت الكوفة بمعدلات استبدال وزنية )%50,%25 5 %75( للميتاكاؤولين كمصدر فعال للألومينا والسيليكا إضافة لذلك تبحث هذه الدراسة في تأثير إضافة مسحوق نفايات الزجاج لاستبدال 9018.2 من وزن الركام الناعم المستخدم في الخرسانة. حيث تم تقييم الخصائص الميكانيكية للخرسانة عن طريق el yal فحوصات مقاومة الانضغاطه مقاومة الانثناء، مقاومة الانشطار والصلادة. بينما تم تقييم الخواص الفيزيائية بإجراء فحوصات نسبة امتصاص الماء ونسبة المسامية ومعامل التوصيل الحراري وكما تم دراسة التركيب الكيميائي والبنية الداخلية والخصائص الحرارية باستخدام تقنيات (FTIR, XRD, DSC, SEM) بالرغم من انخفاض خواص الجيوبوليمر مع زيادة نسبة استبدال الميتاكاؤولين بالرماد المتطاير او مخلفات معمل اسمنت الكوفة GU هذه الخصائص تبقى عالية مقارنة مع خصائص الخرسانة البورتلاندية الاعتيادية. ومع ذلك اظهرت خرسانة الجيوبوليمر المصنوعة US من الميتاكاؤولين وهيدروكسيد البوتاسيوم خصائص ميكانيكيه عالية حيث بلغت مقاومة الانضغاط 87.3 (نتامم2) ومقاومة انثناء 8.9 (نت١مم2) ومقاومة انشطار تبلغ 5.4 (نت١مم2) وصلادة تبلغ )92( كما أدت إضافة مسحوق نفايات الزجاج الى تقليل معامل التوصيل الحراري من 1.24 الى0.6422 177 7 7 1 a I الخرسانة البورتلاندية الاعتيادية وان خرسانة الجيوبوليمر أكثر صداقه للبيئة.

Environmental pollution is a significant challenge facing humanity, and one of its primary sources is the accumulation of untreated waste and carbon dioxide emissions. The cement industry alone contributes about 5% of global carbon emissions; therefore, considerable efforts are underway to address these issues by developing alternative waste treatment methods and new, cement-free building materials. Geopolymer concrete is a successful option for addressing certain environmental pollutants; additionally, it offers better mechanical and thermal properties than traditional concrete. The study aims to produce environmentally sustainable geopolymer concrete with high mechanical properties and acceptable thermal insulation using Metakaolin and waste such as fly ash (Fa-F) or Kufa cement plant waste (KCW) at replacement ratios of 25 wt%, 50 wt%, and 75 wt% for Metakaolin with different types of alkali activator solutions such as KOH or NaOH. Additionally, it looks at the effect of incorporating powdered glass waste into geopolymer concrete as a replacement for sand at a replacement ratio of 18.2 wt%. The mechanical properties of the concrete were evaluated using tests of hardness, compressive strength, flexural strength, and splitting tensile strength. On the other hand, we evaluated its physical properties through tests of water absorption, porosity, and thermal insulation. We also assessed its structure and chemical composition using X-ray diffraction, differential scanning calorimetry, infrared spectroscopy, and scanning electron microscopy techniques. The results showed that with the increase in the percentage of replacing metakaolin with Fa-F or KCW, the mechanical properties decreased but remained high when compared with ordinary Portland concrete. At the same time, there was a slight improvement in physical properties such as porosity and water absorption. At the same time, the addition of waste glass powder also reduced the coefficient of thermal conductivity from 1.24 to 0.6433(W/ (m.k)). However, the best sample made entirely from Metakaolin and treated with potassium hydroxide exhibits excellent properties, a compressive stress of 87.3 (MPa), a flexural strength of 8.9 (MPa), a splitting strength of 5.4 (MPa), and a hardness of 92 HD. Moreover, it has been found that the cost per strength of geopolymer concrete is lower than that of ordinary Portland concrete, and geopolymer concrete is more eco-friendly than ordinary Portland concrete.

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