A STUDY ON THE EFFECT OF DIFFERENT CURING REGIMES ON PERFORMANCE OF UHPC MIXTURES CONTAINING NATURAL POZZOLAN. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.
|
PDF (KHaled Mohaisen Ms Thesis)
MS_Thesis_of_Khaled_Mohaisen_6-june-2017.pdf - Submitted Version Download (5MB) | Preview |
Arabic Abstract
11 الخرسانة عالية الاجهاد هي نوع جديد متطور من الخرسانة والذي تم تطويره حديثا. بسبب بنيته المجهرية ذات الكثافة العالية ووجود ألياف الحديد فيه. الخرسانة عالية الأداء لها خصائص ومزايا عديدة مثل امتلاكها لقوة وصلابة عالية , تماسك أكبر , احتوائها على نسبة قليلة جدا من المسامات , وصمودها لفترة أطول ضد التأثيرات الجوية المختلفة. عدة محاولات تمت لتطوير الخرسانة عالية الأداء باستخدام مواد محلية رخيصة الثمن لتقليل التكلفة وجعلها صديقة للبيئة. البوزولان الطبيعي والذي هو عبارة عن مواد سيليكية او سيليكية وألمونية ونسبة قليلة جدا من الجير يمكن استخدامه كبديل جزئي عن الاسمنت والسيليكا بحيث يقلل من التكلفة الكلية للخرسانة بدون تأثير واضح على قوة تحمل الخرسانة وبالتالي يقلل من استهلاك الاسمنت والذي بدوره يجعل الخرسانة صديقة للبيئة من حيث استخدام نسبة أقل من الاسمنت الذي ينتج كميات كبيرة من ثاني اكسيد الكربون. طرق معالجة معجلة مختلفة باستخدام (بخار الماء, ثاني أكسيد الكربون) تم استخدامها بغرض الوصول للقوة القصوى خلال أقل زمن لتسريع العمل واستخدام الخرسانة في أسرع وقت ممكن وبالأخص في مصانع الخرسانة مسبقة الصب. المعالجة المعجلة باستخدام بخار الماء هي احدى الطرق المستخدمة للحصول على قوة مبكرة للخرسانة لتوفير الوقت وبالذات في مجال صناعة الخرسانة مسبقة الصب وهي احدى الطرق التي سوف يتم استخدامها, الطريقة الثانية في المعالجة باستخدام ثاني اكسيد الكربون وهي من طرق المعالجة المستخدمة حديثا في هذا المجال حيث يتم تعريض العينات لضغط غاز ثاني أكسيد الكربون وتتميز هذه الطريقة بانها طريقة اقتصادية وصديقة للبيئة حيث يتم جمع غاز ثاني اكسيد الكربون الناتج من انتاج الاسمنت واعادة ضخه للعينات لزيادة قوته وتقليل انبعاثات الكربون. 12 عدة خلطات تم عملها بنسب خلط متفاوتة باستبدال البوزولان الطبيعي بالاسمنت والسيليكا كل على حدى بغرض الوصول لأفضل خلطة من حيث الكفائة والاقتصادية, ومن ثم معالجة الخلطات المختارة بثلاث طرق معالجة مختلفة, وعمل فحوصات المتانة والتركيب الجزيئي والخصائص الميكانيكية (كالصلابة ومعامل المرونة وقدرة الشد والضغط) وذلك لاختيار النسبة الأفضل ليتم استخدامها في قطاع الخرسانة مسبقة الصب عالية الاجهاد في المملكة العربية السعودية لتوفير الوقت والجهد والمحافظة على البيئة في الوقت ذاته. تشير نتائج فحوصات تأثير وجود البوزولان الطبيعي مع طرق المعالجة المختلفة على الخرسانة عالية الأداء أنه يمكن استبدال الاسمنت والسيليكا بالبوزولان الطبيعي في الخرسانة عالية الأداء بنجاح بنسبة 50 و 30% للاسمنت والسيليكا على التوالي, وبدون تأثير ملاحظ على كفاءة الخرسانة عالية الأداء. 13 كان أداء طريقة المعالجة باستخدام بخار الماء أفضل من طريقة المعالجة باستخدام ثاني أكسيد الكربون والمعالجة التقليدية باستخدام الماء. ومن الجدير بالذكر أن أداء الخرسانة عالية الأداء التي تمت معالجتها باستخدام ثاني أكسيد الكربون والمعالجة التقليدية برش الماء كانت متقاربة الى حد كبير وبالتالي يمكن استخدام كلا الطريقتين حسب الحالة.
English Abstract
Ultra-high performance concrete (UHPC) is a new generation of concrete that has been developed recently. Because of denser microstructure and presence of fibers, UHPC has excellent properties like very high strength, elasticity, ductility, long-term stability, and durability. Attempts have been made to develop new UHPC mixtures using different alternative materials and curing regimes to control the heat of hydration, to reduce the overall cost, and to achieve environmental benefits. Natural pozzolan (NP) that is a siliceous or siliceous and aluminous material without considerable lime can be used for partially replacing the Portland cement and silica fume resulting in lower cost of production of UHPC. In addition, the utilization of NP for reducing consumption of cement would make the UHPC an environmental friendly material by reducing the emission of carbon dioxide. Different curing regimes, such as accelerated carbonation curing (ACC) and steam curing (SC) should be tried for improving the performance of UHPC containing NP. ACC is a newly developed method of concrete curing that consists of forcing carbon dioxide gas to penetrate fresh concrete under optimum pressure and exposure duration. ACC method has economic and environmental benefits, such as reducing CO2 emission problems in the air. In this study, several mixtures of UHPC were considered by selecting various combinations of the partial replacements of Portland cement and silica fume by NP. Each mixture was subjected to three curing regimes, which included burlap curing (BC), ACC and SC. The cured specimens of the UHPC mixtures were tested to determine, mechanical properties (compressive and tensile strengths, modulus of elasticity, and fracture toughness), shrinkage, durability characteristics (chloride permeability), and the morphological characteristics (SEM). The test results were utilized to evaluate the effects of the incorporation of NP and curing regimes on the performance of UHPC indicate that the NP can be successfully used to replace the silica fume and Portland cement up to 50 and 30%, respectively, without compromising with the required quality of the UHPC mixtures. The performance of SC regime was found to be better than that of BC and ACC regimes. It is very interesting to note that the UHPC mixtures subjected to ACC and BC regimes performed almost in the similar way providing to use these two curing regimes alternatively depending on the situation.
| Item Type: | Thesis (Masters) |
|---|---|
| Subjects: | Civil Engineering > Structural Engineering Engineering Research > Engineering |
| Department: | College of Design and Built Environment > Civil and Environmental Engineering |
| Committee Advisor: | Ahmad, Shamshad |
| Committee Members: | Maslehuddin Saheb, Mohammad and Al-Dulaijan, Salah |
| Depositing User: | KHALED MOHAISEN (g201406580) |
| Date Deposited: | 13 Jun 2017 08:54 |
| Last Modified: | 31 Dec 2020 06:04 |
| URI: | http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/140378 |