SELF-SENSING CHARACTERISTICS OF CEMENTITIOUS COMPOSITES INCORPORATING RED MUD AND HEAVY OIL FLY ASH. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

PDF Thesis.pdf Restricted to Repository staff only until 24 December 2026. Download (3MB)

Arabic Abstract

خلال العقود الأخيرة، حظي تطوير مواد مر ّكبة أسمنتية مستدامة تعتمد على النواتج الثانوية الصناعية باهتمام كبير. يُعَ ّد رماد الزيت الثقيل المتطاير) ، (HOFAالناتج عن احتراق زيت الوقود الثقيل في محطات توليد الطاقة والمنشآت الصناعية، إلى جانب الطين الأحمر) ، (RMوهو ناتج ثانوي عن تعدين خام البوكسيت، من المخلفات الصناعية التي تسبّب مشكلات كبيرة في التعامل مع مخلفاتها وما يرتبط بها من آثار بيئية سلبية. إن إدماج الطين الأحمر و HOFA ال ُمعالج في المواد المر ّكبة الأسمنتية يوفّر حلاً فعّا ًلً لإعادة توظيف هذه النفايات الصناعية، بما يساهم في تقليل تحديات التخلص منها وتعزيز مبادئ الًقتصاد الدائري. في هذه الدراسة، جرى تقييم مواد مر ّكبة أسمنتية ذكية تضم خلطة ضابطة (مرجعية)، وخلطات تحتوي على الطين الأحمر بنسب %5و %10و ،%15و HOFAبنسب %2و %4و ،%6إضافة إلى تسع خلطات مزدوجة من RM+HOFAتُستخدم كاستبدال جزئي للإسمنت. وقد تم فحص الخصائص الفيزيائية والميكانيكية والكهربائية، بالإضافة إلى الخصائص الكهرو-مقاومية لهذه المواد المر ّكبة. كما تم تقييم الأداء الكهرو-مقاومي للمواد المر ّكبة المعتمدة على HOFAتحت تأثير أحمال ضغط دورية وأحمال ضغط أحادية الزيادة. وقد قي َست المقاومة الكهربائية لهذه المواد باستخدام تقنية الأقطاب الأربعة، و ُعبِّّر عن الًستجابة من خلال التغيّر الكسري في المقاومة الكهربائية )(FCRتحت تأثير أحمال الضغط.xix أظهرت النتائج أن الخلطات المحتوية على %10طين أحمر و% HOFA 4حققت مقاومة ضغط أعلى من الخلطة الضابطة. وإلى جانب دورها كحشوات موصلة، أبدت المواد المر ّكبة المحتوية على HOFAو RMوالخليط المزدوج RM-HOFAاستجابات كهرو-مقاومية ملحوظة للإجهاد والًنفعال، من دون التأثير سلبًا في أدائها الميكانيكي. وتشير هذه النتائج إلى أن المواد المر ّكبة المعتمدة على الطين الأحمر و HOFAتُعَ ّد مر ّشحة واعدة لتطبيقات مراقبة السلامة الإنشائية في البنية التحتية المدنية

English Abstract

In recent decades, the development of sustainable cementitious composites incorporating industrial byproducts has gained significant attention. Heavy oil fly ash (HOFA) is produced when heavy fuel oil is burned in power plants and industrial facilities, and red mud (RM) is a by-product of bauxite mining. These material pose significant disposal problems and related environmental issues. Cementitious composites incorporating RM and treated HOFA give a solution to repurpose these industrial wastes, resolving disposal concerns and advancing the principles of the circular economy. In this study, smart cementitious composites that include a control case, RM (5%, 10%, and 15%), HOFA (2%, 4%, and 6%), and 9 cases of RM+HOFA mix as partial replacement of cement are examined for their physical, mechanical, electrical, and piezoresistive properties. The piezoresistive performance of HOFA-based composites was evaluated under both cyclic and monotonic compressive loading. The electrical resistance was measured using the fourprobe technique, and the response was reported as the fractional change in electrical resistance (FCR) under compressive loading. Results showed higher compressive strength than the control for the 10% RM and 4% HOFA composites. In addition to acting as conductive fillers, HOFA, RM, and RM-HOFA blends showed moderate piezoresistivexvii responses to stress and strain, respectively, without compromising their mechanical performance.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Civil Engineering Civil Engineering > Structural Engineering
Department:	College of Design and Built Environment > Civil and Environmental Engineering
Committee Advisor:	Al-Zahrani, Mesfer Mohammad
Committee Co-Advisor:	Adekunle, Saheed Kolawole
Committee Members:	Rahman, Muhammad Kalimur
Depositing User:	REDWAN-UL- ISLAM (g202313630)
Date Deposited:	25 Dec 2025 08:26
Last Modified:	25 Dec 2025 08:26
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/143867