مهندسی زیر ساخت های حمل و نقل

مهندسی زیر ساخت های حمل و نقل

ارزیابی تاثیر ژل میکروسیلیس، الیاف پلیمری، خاکستر بادی و تراشه آسفالت بر عملکرد و دوام بلوک کفپوش بتنی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه مهندسی عمران، واحد سمنان، دانشگاه آزاد اسلامی ، سمنان ، ایران
2 گروه آموزشی عمران، واحد سلماس، دانشگاه آزاد اسلامی، سلماس، ایران
3 دانش آموخته کارشناسی ارشد راه و ترابری، واحد اهر، دانشگاه آزاد اسلامی، اهر، ایران
چکیده
در این مقاله یکی از راهکارهای کاهش گازهای گلخانه ای در روسازی های بتنی بلوکی ، یعنی استفاده از مواد بازیافتی و الیاف پلیمری بررسی شده است. به همین منظور بلوکهای بتنی کفپوش حاوی ژل میکروسیلیس، خاکستر بادی، الیاف پلیمری و همچنین تراشه آسفالت ساخته شد و از نظر مقاومت فشاری، خمشی، دوام ، مقاومت لغزشی به روش آونگ انگلیسی و مقاومت سایشی به روش چرخ غلتان مورد آزمایش قرار گرفتند. نتایج نشان داد که ژل میکروسیلیس بیشترین تاثیر را در بهبود مقاومت فشاری دارد. نتیجه آزمایش مقاومت خمشی آن بود که ژل میکروسیلیس قادر است مقاومت خمشی را نزدیک به 20% افزایش دهد. الیاف پلی مری هم اگر چه تاثیری بر بهبود مقاومت فشاری نداشتند اما چون از گسترش ترک های کششی، جلوگیری میکنند، مدول گسیختگی را حدود 5% بهبود میبخشند. در ضمن دو ماده دیگر یعنی خاکستر بادی و تراشه آسفالت قادر نبودند مقاومت خمشی را بطور محسوسی افزایش بدهند. ارزیابی نتایج آزمایش دوام نشان داد وجود سه دهم درصد حجمی الیاف پلی مری بیش از مواد دیگر مقاومت فشاری نمونه ها را قبل و بعد از 50 چرخه ذوب و انجماد حفظ میکنند. بطور کلی مقایسه نسبت مقاومت های فشاری نمونه ها بعد از چرخه ذوب و یخبندان به مقاومت نمونه ها قبل از آزمایش نشان داد که به کار بردن درصدهای بالای ژل میکروسیلیس ، خاکستر بادی و الیاف ماکرو پلیمری بیش از تراشه آسفالت و الیاف میکرو پلیمری بر بهبود دوام تاثیر دارند. نتایج آزمایش مقاومت لغزشی و سایشی نیز نشان داد که انواع الیاف پلیمری نسبت به مواد دیگر در بهبود مقاومت لغزشی نمونه ها تاثیر بیشتری داشتند. آزمایش مقاومت سایشی با چرخ غلتان نیز نشان داد که ژل میکروسیلیس میتواند در یکپارچه نگهداشتن سطح بلوک های نمونه نقش موثر تری ایفا نماید.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Evaluation of the effect of micro-silica gel, polymer fibers, fly ash and RAP on the performance and durability of concrete pavers

نویسندگان English

VAHID TAHERI 1
Mikaeil Naseri Yalghouzaghaj 2
Nazanin Mohammadi 3
1 Department of Civil Engineering, Semnan Branch, Islamic Azad University, Semnan, Iran
2 Department of civil engineering, salmas branch, islamic azad university, salmas, iran
3 Graduated MSc. Department of Civil Engineering, Ahar Branch, Islamic Azad University, Ahar, Iran.
چکیده English

In this article, one of the solutions to reduce greenhouse gases in block concrete pavements, i.e. the use of recycled materials investigated. concrete pavers blocks containing micro silica gel, fly ash, macro and micro polymer fibers, as well as reclaimed asphalt pavement (RAP) were made and in terms of compressive strength, bending resistance, durability against periods of freezing and thaw, skid resistance by the British pendulum method and wear resistance, by wide wheel abrasion method, were tested. The results showed that micro silica gel has the greatest effect in improving the compressive strength of the samples. The result of the flexural strength test was that micro silica gel increase the flexural strength by nearly 20%. Although polymeric fibers did not affect improving the compressive strength, they improved the modulus of rupture by about 5%. Meanwhile, two other materials, i.e. fly ash and RAP were not able significantly increase the flexural strength. The evaluation of the results of the durability test showed that the presence of three-tenths volume percent of macro polymeric twisted fibers preserves the compressive strength before and after 50 cycles of freezing and thawing. overall, the comparison of the ratio of the compressive strength of the samples after freezing and thawing to the strength of the samples before the test showed that the use of high percentages of micro silica gel, fly ash and macro polymer fibers is more than RAP and fibers and Micro polymers affect improving durability. The results of the abrasion and sliding resistance test also showed that different types of polymer fibers were more effective in improving the skid resistance of the samples. The test of abrasion resistance with wide wheel abrasion method also showed that micro silica gel plays a more effective role in keeping the surface of the sample blocks unified

کلیدواژه‌ها English

Concrete Block Pavement
Micro silica gel
Fly Ash
Fibers
RAP
Awoyera, P. O., Olalusi, O. B., Ibia, S. and Prakash A, K. 2021. “Water absorption, strength and microscale  properties of interlocking concrete  blocks  made  with  plastic  fibre and  ceramic aggregates”. Case Stud. Constr. Mater., 15: e00677. doi: 10.1016/j.cscm.2021.e00677
Chaikaew, C., Sukontasukkul, P., Chaisakulkiet, U., Sata, V. and Chindaprasirt, P. 2019. “Properties of concrete pedestrian blocks containing crumb rubber from recycle waste tyres reinforced with steel fibres”. Case Stud. Constr. Mater., 11: e00304. doi: 10.1016/j.cscm.2019.e00304
Chen, L., Chen, Z., Xie, Z., Wei, L., Hua, J., Huang, L. and Yap, P. S. 2023. “Recent developments on natural fiber concrete: A review of properties, sustainability, applications, barriers, and opportunities”. Dev. Built Environ., 16: 100255. doi: 10.1016/j.dibe.2023.100255
Di Mascio, P., Moretti, L. and Capannolo, A. 2019. “Concrete block pavements in urban and local roads: Analysis of stress-strain condition and proposal for a catalogue”. J. Traffic Transpo. Eng., 6(6): 557-566. doi: 10.1016/j.jtte.2018.06.003
Farzin, S., Shafabakhsh, G. A., Teymouri, E., Heydari, M. R. A. and Motamedi, M. J. E. J. 2017. “Experimental investigation of the effect of micro-silica and zeolite on repair mortar of concrete pavements”. Eng. J., 21(2): 213-225.
Hawileh, R. A., Al Rashed, A., Mhanna, H. H. and Abdalla, J. A. 2023. “Properties of concrete with partial replacement of cement with different percentages of micro silica and nano silica”. Mater. Today: Proc. doi: 10.1016/j.matpr.2023.04.077
Hossiney, N., Sepuri, H. K., Mohan, M. K., Arjun, H. R., Govindaraju, S. and Chyne, J. 2020. “Alkali-activated   concrete  paver   blocks   made   with   recycled   asphalt   pavement   (RAP) aggregates”. Case Stud. Constr. Mater., 12: e00322. doi: 10.1016/j.cscm.2019.e00322
Jamshidi, A., Kurumisawa, K., White, G., Nishizawa, T., Igarashi, T., Nawa, T. and Mao, J. 2019. “State-of-the-art of interlocking concrete block pavement technology in Japan as a post-modern pavement”. Constr. Build. Mater., 200: 713-755. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2018.11.286
Karthikeyan, K., Kothandaraman, S. and Sarang, G. 2023. “Perspectives on the utilization of reclaimed asphalt pavement in concrete pavement construction: A critical review”. Case Stud. Constr. Mater., 19: e02242. doi: 10.1016/j.cscm.2023.e02242
Kim, W., Jeon, J. C., An, B. H., Lee, J. H., Kim, H. D. and Park, C. G. 2018. “Effects of reinforcing fiber and microsilica on the mechanical and chloride ion penetration properties of latex-modified fiber-reinforced rapid-set cement concrete for pavement repair”. Adv. Mater. Sci. Eng., 2018: 6839350. doi: 10.1155/2018/6839350
Masi, G., Michelacci, A., Manzi, S. and Bignozzi, M. C. 2022. “Assessment of reclaimed asphalt pavement (RAP) as recycled aggregate for concrete”. Constr. Build. Mater., 341: 127745. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2022.127745
Murali, G. and Ramprasad, K. 2018. “A feasibility of enhancing the impact strength of novel layered two stage fibrous concrete slabs”. Eng. Struct., 175: 41-49. doi: 10.1016/j.engstruct.2018.08.034
Nandi,  S.  and  Ransinchung,  G.  D.  R.  N.  2021.  “Performance  evaluation  and  sustainability assessment  of precast  concrete  paver blocks  containing coarse  and  fine  RAP  fractions:  A comprehensive    comparative    study”.    Constr.    Build.    Mater.,    300:    124042.    doi: 10.1016/j.conbuildmat.2021.12404
Nayak, D. K., Abhilash, P. P., Singh, R., Kumar, R. and Kumar, V. 2022. “Fly ash for sustainable construction: A review of fly ash concrete and its beneficial use case studies”. Clean. Mater., 6: 100143. doi: 10.1016/j.clema.2022.100143
Patil, R. R. and Katare, V. D. 2023. “Application of fiber reinforced cement composites in rigid pavements: A review”. Mater. Today: Proc. doi: 10.1016/j.matpr.2023.04.415
Raza, S. S., Amir, M. T., Azab, M., Ali, B., Abdallah, M., El Ouni, M. H. and Elhag, A. B. 2022. “Effect of micro-silica on the physical, tensile, and load-deflection characteristics of micro fiberreinforced high-performance concrete (HPC)”. Case Stud. Constr. Mater., 17: e01380. doi: 10.1016/j.cscm.2022.e01380
Rezaei, M. R., Abdi Kordani, A. and Zarei, M. 2022. “Experimental investigation of the effect of micro silica on roller compacted concrete pavement made of recycled asphalt pavement materials”. Int. J. Pavement Eng., 23(5): 1353-1367. doi:  10.1080/10298436.2020.1802024
Saboo, N., Nirmal Prasad, A., Sukhija, M., Chaudhary, M. and Chandrappa, A. K. 2020. “Effect of the use of recycled asphalt pavement (RAP) aggregates on the performance of pervious paver blocks (PPB)”. Constr. Build. Mater., 262: 120581. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2020.120581
Shu, X., Zhao, Y., Liu, Z. and Zhao, C. 2022. “A study on the mix proportion of fiber-polymer composite reinforced cement-based grouting material”. Constr. Build. Mater., 328: 127025. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2022.127025
Singh, R. P., Vanapalli, K. R., Cheela, V. R. S., Peddireddy, S. R., Sharma, H. B. and Mohanty, B. 2023. “Fly ash, GGBS, and silica fume based geopolymer concrete with recycled aggregates: Properties and environmental impacts”. Constr. Build. Mater., 378: 131168. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2023.131168
Taheri, V., Fakhri, M. and Hayati, P. 2021. “Evaluation of airfield concrete block pavements based on 3-D modelling and plate loading test”. Constr. Build. Mater., 280: 122441. doi:https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.122441 
Titiksh, A. and Wanjari, S. P. 2021. “Sustainable pavement quality concrete containing ultra-high volume fly ash in the presence of a novel superplasticizer”. Case Stud. Constr. Mater., 15: e00603. doi: 10.1016/j.cscm.2021.e00603
Wang, C., Zhang, M., Wang, Q., Dai, J., Luo, T., Pei, W., and Zhang, Z. 2022. “Research on the influencing mechanism of nano-silica on concrete performances based on multi-scale experiments and micro-scale numerical simulation”. Constr. Build. Mater., 318: 125873. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2021.125873

  • تاریخ دریافت 07 آذر 1402
  • تاریخ بازنگری 18 دی 1402
  • تاریخ پذیرش 27 دی 1402
  • تاریخ انتشار 01 دی 1402