INVESTIGATING STUDY OF THE EFFECT OF BASALT FIBER CONTENT ON SEAWATER SEA SAND CONCRETE AND SEAWATER SEA SAND MORTAR. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

PDF (MS Thesis) Combined Thesis Amin 3.0.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 15 January 2026. Download (7MB)

Arabic Abstract

خلال السنوات الأخيرة أصبحت عملية تصنيع وإنتاج الخرسانة مسؤولة عن جزء كبير من استهلاك المواد الخام مثل الحجر الجيري وماء الشرب والحديد ، إضافة إلى أثرها الكبير في تلويث البيئة. لذلك اتجه كثير من الباحثين إلى إيجاد حلول لهذه المشاكل بالبحث عن مواد متجددة بديلة، تكون أقل تكلفة وأقل ضررا على البيئة ببصمة كربونية أصغر. في هذا البحث تم العمل على دراسة خلطات إسمنتية جديدة لم يتم العمل عليها من قبل، حيث تمت الدراسة على خلطات إسمنتية تتكون من ماء البحر ورمل البحر مسلحة بألياف البازلت الطبيعية. في هذه الخلطات تم استبدال ماء الشرب بماء البحر، واستبدال الرمل العادي برمل البحر. كما تم استبدال ألياف الحديد بألياف البازلت الطبيعية. هذه المواد البديلة أكثر وفرة من المواد المستخدمة سابقا، كما أن تصنيعها وإنتاجها أقل تكلفة وأقل ضررا على البيئة بشكل كبير، واستخدامها يقلل من الطلب الكبير والمتزايد على المواد الخام غير المتجددة. تم عمل هذا البحث لدراسة مختلف الخواص الميكانيكية، والتركيب المجهري، والصمود الزمني للخرسانة الاسمنتية المصنوعة بماء البحر ورمل البحر والمونة الاسمنتية المصنوعة بماء البحر ورمل البحر المسلحة بألياف البازلت الطبيعية. تم عمل اختبارات لقوى الضغط وقوى الشد وقابلية التشغيل والصمودية، بالإضافة إلى دراسة التركيب المجهري للخلطات الخرسانية والمونة المصنوعة بماء البحر ورمل البحر، حيث تم تجهيز ثلاث عينات لثلاثة أعمار مختلفة لكل خلطة. الخلطات تحتوي على كميات مختلفة من ألياف البازلت تبدأ من 0% إلى 2% للمونة و0% إلى 1.5% للخرسانة. أظهرت النتائج أن محتوى ألياف البازلت يحسن بشكل كبير تحمل الخرسانة وكذلك المونة المصنوعين من ماء البحر ورمل البحر لقوى الشد وتأثيره كذلك على اللدونة الخاصة بهما. كذلك أظهرت أن تأثير محتوى ألياف البازلت ليس له تأثير كبير على قوى الضغط فيهما. لكن على الجهة الأخرى، لوحظ أن محتوى ألياف البازلت يؤثر بشكل سلبي على إمكانية تشغيل الخرسانة وقت الخلط. تطبيق هذه الخلطات في الحياة العملية واسع وممكن جدا، خصوصا في قطاع النفط والبنية التحتية للشركات التي تعمل في أماكن نائية قرب السواحل، حيث استخدام هذه المواد في المنشآت تلك يؤثر بشكل مباشر وغير مباشر على تكاليف تصنيع ونقل المواد إلى المواقع مما يؤثر بشكل إيجابي على التكلفة الإجمالية للمشاريع وكذلك يقلل من الأثر البيئي الضار المترتب على هذه المشاريع.

English Abstract

The industry of concrete structures throughout the years has been accountable for consuming a significant quantity of raw materials including drinkable water, limestone, sand, and steel, despite the materials’ high environmental and economic implications. As well as polluting the environment and leaving a high carbon footprint throughout the manufacturing process. Therefore, intensive research has been conducted on finding alternative renewable materials that are less costly, less harmful to the environment with a smaller carbon footprint, and more approachable. In this research, green cementitious mixes are introduced where basalt fibers (BF) are used to reinforce seawater sea sand concrete (SSSC) and seawater sea sand mortar (SSSM). Seawater, sea sand, and basalt fibers are used as alternatives to fresh water, normal sand, and steel fiber respectively, where the latter materials are mostly more expensive, more valuable, and are heavily demanded in many industries alongside the construction industry. This research is conducted to study the mechanical behavior, microstructure, and durability of SSSC and SSSM reinforced with different basalt fiber content. Workability, compressive strength, flexural strength, split tensile strength, toughness, elastic modulus, durability, and microstructure are studied in this research where tests are conducted on different BF contents at different ages for both SSSC and SSSM. Results show that basalt fiber content highly enhances the flexural strength of SSSM and SSSC along with the split tensile strength of SSSC, increasing their ductility without significantly impacting their compressive strength. However, it is found that basalt fibers highly affect the workability of both SSSC and SSSM. It is also found that basalt fibers increase the ability of SSSM to resist shrinkage significantly and has no significant impact on either the initial or final setting time of SSSM. Slight increasing in elasticity of SSSC with the addition of basalt fibers is observed and it is also found that basalt fibers increase the toughness of SSSC and SSSM significantly. In addition, it is observed that basalt fibers mildly enhance the water absorption of SSSC when used in the mix. The applications of such materials are very wide, especially for oil companies when constructing pipelines near remote shores and in marine environments, which will directly affect the cost of raw materials transportation and solve other logistic problems.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Civil Engineering Research > Environment
Department:	College of Design and Built Environment > Civil and Environmental Engineering
Committee Advisor:	Hanif, Asad
Committee Co-Advisor:	Khalid, Hammad
Committee Members:	Alosta, Mohammed and Ahmad, Shamsad and Kalimur Rahman, Muhammad
Depositing User:	AMIN ALDADDOU (g202001840)
Date Deposited:	15 Jan 2025 12:34
Last Modified:	15 Jan 2025 12:34
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/143257