Design and Development of Sustainable Grout Composite for Constructional Application. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

PDF (FINAL THESIS SUBMISSION) THESIS FINAL EPRINT.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 29 May 2025. Download (10MB)

Arabic Abstract

الجص عبارة عن مادة إنشائية تستخدم لسد وسد الفجوات بين البلاط والجدران والتجاويف الأخرى بين قضبان الرافعة وألواح فراش الماكينة والمثبتات وقضبان البدء ومحامل الجسور، وهي مصممة لتوفير قدرة تحمل عالية. من بين أنواع الجص المتوفرة في السوق حاليًا، يعد الجص الأسمنتي والبوليمر أكثر أنواع الجص شيوعًا المستخدمة في التطبيقات الصناعية وكذلك في البحث والتطوير في جميع أنحاء العالم. يتم تحضير الجص الأسمنتي عن طريق مزج الأسمنت البورتلاندي والماء والركام القياسي بنسبة محددة مسبقًا من الماء إلى الأسمنت. يتم استخدام مواد الإيبوكسي، وهي مجموعة فرعية من مواد البوليمر المصنوعة من مزيج معين من الإيبوكسي والمصلب بالإضافة إلى مواد حشو معينة، بشكل خاص في التطبيقات الإنشائية مثل الحشو السفلي، حيث يتم صب مادة الجص على مساحة واسعة لدعم الهياكل والمؤسسات والآلات / المعدات. في حين استكشفت العديد من الدراسات استخدام مواد النفايات المختلفة في تطوير المركبات الأسمنتية والإيبوكسيية وأدائها الميكانيكي في ظل ظروف التحميل المختلفة، فقد ركزت الأبحاث المحدودة على توسيع نطاق تطوير هذه المركبات، وخاصة مركبات الجص لتطبيقات الضغط مثل الحشو السفلي. ، من التطوير على نطاق المختبر إلى الإنتاج العملي والصناعي. يهدف هذا البحث إلى تصميم وتطوير مركبات الجص الأسمنتي والإيبوكسي المستدامة من خلال دمج مخلفات البناء ومخلفات النخيل في عينة الجص المعيارية. وتناقش أيضا معايير اختيار مواد النفايات. سيتم دراسة تركيب عينات الجص هذه باستخدام مواد النفايات، وسيتم تحليل خصائصها وتركيباتها من خلال تقنيات مثل المجهر الإلكتروني الماسح (SEM)، والتحليل الطيفي للأشعة السينية المشتتة من الطاقة (EDS)، وتحليل حيود الأشعة السينية (XRD) ، والمجهر الضوئي. ستقوم الدراسة أيضًا بتقييم مدى التطبيق العملي لعينات الجص المطورة مقارنة بالمعايير الصناعية الحالية. في نهاية المطاف، يضع هذا البحث الأساس لإنشاء جص أسمنتي وإيبوكسي مستدام باستخدام مواد النفايات المختلفة، وتعديل التركيبات لتحسين الأداء في تطبيقات محددة، وتوسيع مبادئ الاستدامة في تصميم وتطوير

English Abstract

Grout is a construction material used to seal and fill gaps between tiles, walls, and cavities between crane rails, machine bedding plates, anchors, starter bars, and bridge bearings. It is designed to provide high load-bearing capability. Among the grouts available in the present-day market, cementitious and polymer grouts are the most popular grouts used in industrial applications and research and development worldwide. Cementitious grouts are prepared by blending Portland cement, water, and standard aggregates at a predetermined water-to-cement ratio. Epoxy grouts, a subset of polymer grouts that are made of a particular combination of epoxy, hardener as well as specific fillers, are predominantly used in constructional applications such as under-grouting, where the grout material is poured over a wide area to support structures, foundations, and machines/types of equipment. While numerous studies have explored the use of different waste materials in the development of cementitious and epoxy composites and their mechanical performance under various loading conditions, limited research has focused on extending the development of such composites, particularly grout composites for compressive applications like under-grouting, from laboratory-scale development to practical and industrial-scale production. This research aims to design and develop sustainable cementitious and epoxy grout composites by incorporating construction and date palm waste into a benchmark grout specimen. Criteria for the selection of the waste materials are also discussed. The synthesis of these grout specimens using waste materials will be investigated, and their characterization and compositions will be analyzed through techniques such as scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive x-ray spectroscopy (EDS), X-ray diffraction analysis (XRD), and optical microscopy. The study will also assess the practical applicability of the developed grout specimens compared to existing industrial standards. Ultimately, this research lays the groundwork for creating sustainable cementitious and epoxy grouts utilizing various waste materials, modifying formulations for enhanced performance in specific applications, and expanding sustainability principles in grout composite design and development

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Construction Engineering Research > Environment Mechanical
Department:	College of Engineering and Physics > Mechanical Engineering
Committee Advisor:	Dr. Abba Abdulhamid Abubakar, Abba Abdulhamid Abubakar
Committee Members:	Dr. Khaled Saleh Al- Athel, Khaled Saleh Al- Athel and Dr. Syed Sohail Akhtar, Syed Sohail Akhtar
Depositing User:	WASEETUDDI SYED (g202103370)
Date Deposited:	30 May 2024 12:31
Last Modified:	30 May 2024 12:31
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/142897