بررسی آزمایشگاهی تاثیر آب مغناطیسی بر خواص بتن متخلخل تازه و سخت شده

معتقد, ساسان; بابادی, فرزاد; نیک سرشت, صادق; میرزایی علی آبادی, محبوبه; اصغری پری, سید امین; عسکری, مهدی

doi:10.22075/jtie.2020.16243.1346

بررسی آزمایشگاهی تاثیر آب مغناطیسی بر خواص بتن متخلخل تازه و سخت شده

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

¹ استادیار، گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه صنعتی خاتم‌الانبیا بهبهان

² دانشجوی کارشناسی ارشد، مهندسی سازه، دانشگاه صنعتی خاتم الانبیا بهبهان،

³ فارغ‌التحصیل کارشناسی ارشد سازه، دانشگاه صنعتی خاتم‌الانبیا بهبهان

⁴ دانشیار، گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه صنعتی خاتم‌الانبیا بهبهان

⁵ استادیار، گروه مهندسی برق، دانشکده مهندسی، دانشگاه صنعتی خاتم‌الانبیا بهبهان

10.22075/jtie.2020.16243.1346

چکیده

بتن متخلخل با دارا بودن حجم حفرات بالا به عنوان پیش‌تصفیه آب‌های سطحی عمل کرده، آب حاصل از بارندگی را در زمین فرو می‌برد و سبب تغذیه سفره‌های آب زیر زمینی و کاهش رواناب می‌شود. استفاده از این بتن به دلایل زیست‌محیطی در حال افزایش است. مانع اصلی استفاده گسترده از این بتن در روسازی‌ها، مقاومت پایین آن است. در این تحقیق سعی شده است با استفاده از آب مغناطیسی، خواص مقاومتی بتن متخلخل بهبود داده شود. به این منظور، 9 نسبت مخلوط با آب معمولی و آب مغناطیسی ساخته شده است. به این منظور جمعا 224 نمونه از بتن متخلخل ساخته شده و آزمایشات بتن سخت شده شامل مقاومت فشاری، مقاومت کششی مستقیم نفوذ پذیری و تخلخل انجام شد. نتایج آزمایش‌ها نشان داد که استفاده از آب مغناطیسی سبب افزایش 36 تا 43 درصدی مقاومت فشاری 7 روزه شده است. افزایش مقاومت فشاری 28 روزه بین 9 تا 16درصد بوده است. نمونه‌های 7 روزه ساخته شده با آب معمولی، حدود 44-48 درصد مقاومت 28 روزه خود را کسب کرده‌اند در حالی که در نمونه‌های 7 روزه ساخته با آب مغناطیسی 56-61 درصد مقاومت 28 روزه خود را کسب کرده‌اند. نمونه‌های ساخته شده با آب مغناطیسی حدود 8-34 درصد نسبت به نمونه‌های ساخته شده با آب معمولی کاهش نفوذ پذیری داشته‌اند. افزایش مقاومت کششی نمونه‌های آب مغناطیسی 7 روزه بین 26تا 42 درصد و 28 روزه بین 4.5 تا 12 درصد مشاهده شده است. آب مغناطیسی تخلخل نمونه ها را به میزان 8/2 تا 5/7 درصد کاسته است. نتایج نشان می‌دهد که با انجام تراکم تخلخل حدود 10 درصد کاهش یافته اما نفوذپذیری 1/6 شده است. نمونه‌های ساخته شده با آب مغناطیسی، ظاهر و خواص فیزیکی یکنواخت‌تری داشته‌اند.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Experimental evaluation of the effect of magnetic water on the fresh and hardened pervious concrete properties

نویسندگان [English]

sasan motaghed ¹
farzad babadi ²
sadegh nil seresht ³
mahbobeh mirzaee ali abadi ¹
seyyed amin asghari peri ⁴
mehdi askari ⁵

¹ Assistant Prof., Civil Engineering, Faculty of Engineering, Behbahan Khatam Alanbia University of Technology, Behbahan, Iran.

² Behbahan Khatam Alanbia University of Technology Behbahān, Khuzestan Province, Iran Join institution

³ Behbahan Khatam Alanbia University of Technology Behbahān, Khuzestan Province, Iran Join institution

⁴ associate professor, civil engineering, Behbahan Khatam Alanbia University of Technology Behbahān, Khuzestan Province, Iran Join institution

⁵ assitant professor, electronic engineering, Behbahan Khatam Alanbia University of Technology Behbahān, Khuzestan Province, Iran Join institution

چکیده [English]

Pervious concrete with high cavity volume serves as pre-treatment of runoff, as well as groundwater feeder and runoff reducer. Generally, this concrete has low resistance. In this research, we have tried to improve the resistance properties of pervious concrete using magnetic water. To this end, four mixing designs were selected and, based on each mixing design, 28 samples were made with tap water and 28 samples with magnetic water; 14 cubic samples for 7 and28-day compressive strength test and 14 cylindrical specimens for 7 and 28-day tensile strength and permeability tests. The results show that the of the 7-day compressive strength has increased by 36 to 43% using magnetic water. However, 28 day compressive strengths increase only 9 to 16 percent. 7-day compressive strength tap water samples obtained about 44-48 percent of 28-day strength, while in samples made with magnetic water at 7-day compressive strength achieved 56-61% of their 28-day strength. Permeability of Magnetic water samples have been reduced by about 8-34 percent relative to those made with tap water. Samples made with magnetic water have a more uniform appearance and physical properties.

کلیدواژه‌ها [English]

Porous concrete
magnetic field treated water
permeability
compressive strength
tensile strength

مراجع

امانی، ن. و نیکویی، ن. 1396. "ارائه مدل ارزیابی و مقایسهای روسازیهای بتن خودتراکم و متخلخل با رویکرد توسعه پایدار ". کنفرانس بینالمللی عمران، معماری و شهرسازی ایران معاصر.

تیموری, ا.، موسوی, س. ف.، کرمی, ح.، فرزین, س. و جواهری طهرانی, م. 1395. "بررسی آزمایشگاهی اثر اضافه کردن افزودنیهای مختلف بر ویژگیهای بتن متخلخل قابل کاربرد در سیستم رواناب شهری". مهندسی زیرساختهای حمل و نقل, 2(2):51-64.

دوستمحمدی, م.، فرزین, س.، کرمی, ح. و موسوی, س. ف. 1397. "بررسی آزمایشگاهی تأثیر سبک‏دانه‌های طبیعی بر برخی خصوصیات فیزیکی روسازی بتن متخلخل و ارائه رابطه مقاومت فشاری بر حسب درصد تخلخل". مهندسی زیرساختهای حمل و نقل, 4(1) : 87-99.

رضاییفر، ا. و ابویسانی، ا. 1392. "بررسی تأثیر میدان مغناطیسی بر خواص و رفتار بتن". دومین کنفرانس ملی صنعت بتن، دانشگاه سمنان.

رضایی لری, ع. و حسنی, ا. 1397. "ارزیابی تأثیر سرباره مس در بهبود خصوصیات مخلوطهای بتنی متخلخل". مهندسی زیرساختهای حمل و نقل، 4(4): 53-70.

رمضانیانپور، ع. ا.، جوشقانی، ع. ر.، عطائی، ا. و گل رو، ا. 1394. "بهینهسازی طرح اختلاط روسازیهای بتن متخلخل با استفاده از روش تاگوچی". اولین کنفرانس ملی رویههای بتنی، 9 و 10 اردیبهشت، دانشگاه تربیت مدرس.

رهگذر، م. و زمانی، م. 1394. "عملکرد و خواص بتن با آب مغناطیسی". تحقیقات بتن، 8(1): 85-99.

مظلوم، م. و میری، م. 1395. "اثر آب مغناطیسی بر روی مقاومت و روانی بتنهای توانمند". نشریه مهندسی سازه و ساخت، 3(2):30-41.

Abdel-Magid, T. I. M., Hamdan, R. M., Abdelgader, A. A. B. and Omer, M. E. A. 2017. “Effect of magnetized water on workability and compressive strength of concrete”. Proc. Eng., 193: 494-500.‏

Afshin, H., Gholizadeh, M. and Khorshidi, N. 2010.“Improving mechanical properties of high strength concrete by magnetic water technology”. Sci. Iran., 17(1): 74-79.

Ahmed, S. M. 2009. “Effect of magnetic water on engineering properties of concrete”. J. Al-Rafidain Eng., 7(1): 71-82.

Bharath, S., Subraja, S. and Arun Kumar, P. 2016. “Influence of magnetized water on concrete by replacing cement partially with copper slag”.J. Chem. Pharm. Sci., 9(4): 2791-2795.

Bormashenko, E. 2019. “Moses effect: Physics and applications”.Adv. Colloid Interfac. Sci., 269: 1-6. https://doi.org/10.1016/j.cis.2019.04.003.

Costa, F. B. P., Lorenzi, A., Haselbach, L. and Silva Filho, L. C. P. 2018. “Best practices for pervious concrete mix design and laboratory tests”. Revista Ibracon de Estrut. Mater., 11(5): 1151-1159. https://doi.org/10.1590/s1983-41952018000500013

Doostmohamadi, M., Karami, H., Farzin, S. and Mousavi, S. F. 2018. “Improving the performance of porous concrete composites using zeolite as a coarse grain”. Mech. Adv. Compos. Struct.‎, 5(2): 157-163. https://doi.org/10.22075/macs.2018.13363.1131

Ebrahimi Jouzdani, B. and Reisi, M. 2020. “Effect of magnetized water characteristics on fresh and hardened properties of self-compacting concrete”. Constr. Build. Mater., 242: 118196.

Gaedicke, C., Torres, A., Huynh, K. C. and Marines, A. 2016. “A method to correlate splitting tensile strength and compressive strength of pervious concrete cylinders and cores”. Constr. Build. Mater., 125: 271-278.

Jain, A., Laad, A., Singh, K. and Murari, K. 2017. “Effect of magnetic water on properties of concrete”.Int. J. Eng. Sci. Comp., 7(5): 11864-11866.

Karam, H. and Al-Shamal, O. 2013. “Effect of using magnetized water on concrete properties”. SCMT3 Conference, Kyoto, Japan.

Konda Reddy, B., Ghorpade, V. G. and Sudarsana Rao, H. 2014. “Influence of magnetic water on strength properties of concrete”. Indian J. Sci. Technol., 7(10: 14-18.

Manjupriya, T. and Malathy, R. 2016. “Experimental investigation on strength and shrinkage properties of concrete mixed with magnetically treated water”.Int. J. Eng. Adv. Res. Technol., 2(3): 1-5.

Pachideh, G., Gholhaki, M. and Moshtagh, A. 2019. “ Performance of porous pavement containing different types of pozzolans”. Int. J. Eng., 32(9): 1277-1283.

Shabalala, A. N. and Ekolu, S. O. 2019. “Quality of water recovered by treating acid mine drainage using pervious concrete adsorbent”. Water SA, 45(4): 638-647.

Stepišnik, J. and Ardelean, L. 2016. “Usage of internal magnetic fields to study the early hydration process of cement paste by MGSE method”. J. Magn. Reson., 272: 100-107.

Su, N. Wu, Y. H. and Mar, C. Y. 2000. “Effect of magnetic water on the engineering properties of concrete containing granulated blast furnace slag”. Cement Concrete Res., 30(4): 599-605.

Su, N. and Wu, C. F. 2003. “Effect of magnetic field treated water on mortar and concrete containing fly ash”. Cement Concrete Compos., 25(7): 681-688.

Tawfic, Y. R. and Abdelmoez, W. 2013. “The influence of water magnetization on fresh and hardened concrete properties”. Int. J. Civ. Eng. Technol., 4(6): 31-43.

Wang, Y., Wei, H. and Li, Z. 2018. “Effect of magnetic field on the physical properties of water”.Results Phys., 8: 262-267.

Xu, G. 2018. “Environmentally friendly pervious concrete made of 100% fly ash binder and enabled by graphene oxide”. Doctoral Dissertation, Washington State University.