Evaluation of Performance of Metakaolin and Nano Materials Based Self-Compacting Concrete

الموضوعات

علوم تطبيقية وتكنولوجية

الملخص

With the current focus on sustainable development in the civil engineering field, it is necessary to develop construction and building materials with reasonable costs and low environmental impacts in order to reduce CO2 emissions from the cement industry as a whole. This thesis studies the effect of using metakaolin (MK), also called Calcined kaolin clay (CKC), and nanomaterials (Nano calcium carbonate (NC), and Nano alumina (NA)) as partial replacements for Portland limestone cement (PLC) on the sustainability of self-compacting concrete (SCC) and improves its structural properties. This thesis developed three blend systems: binary, ternary, and quaternary. The fresh properties of SCCs were measured by slump flow (D), and T500, V-funnel, L-box, and segregation resistance tests to evaluate the filling ability, passing ability, and segregation resistance of concrete mixes. The bulk density, compressive strength, splitting tensile strength, and ultrasonic pulse velocity (UPV) tests were carried out to assess the performance of SCC mixtures in hardened states at various ages. Besides, the durability performance of SCCs was investigated in terms of water absorption, porosity, and sorptivity. The results revealed that when utilizing MK, NC, and NA in binary, ternary, and quaternary blends, they reduced the fresh properties, and the slump flows, flow times, and segregation tests are good enough for SCCs development. In addition, the L-Box height ratio values ranged from 0.791 to 0.982 without any tendency to blockage. Thus, all the SCC mixtures fulfilled the properties in a fresh state. There is a significant improvement in the test results of the hardened properties and durability performance of the SCC in quaternary blend system, where the hybrid blends of 3% NC and 2% NA particles with MK in quaternary blends are more beneficial than the single use of nanoparticles with MK. At 90

روابط وملفات

التعريف والنوع

رقم الوثيقة

0ebe1f25-263e-4edf-a1fd-ab44c01f41df

رقم العقد

0

نوع الوسائط

Crawler

نوع المحتوى

الرسائل العلمية

صيغة المصدر

رسائل ماجيستير

نوع الملف

pdf text

أسماء الملفات

995664_1.pdf

بيانات النشر

ترجمة العنوان

تقييم أداء خرسانة الرص الذاتي المصنعة من الميتاكاوؤلين والمواد النانوية

ألقاب المؤلفين

[{"name_ar":"حيدر محمد عويد","title_ar":"اشراف","title_en":"Supervision"},{"name_ar":"رويده كريم خومان جبار","title_ar":"اعداد","title_en":"Preparation"}]

اللغة

English

المصدر والدورية

اسم المصدر

Evaluation of Performance of Metakaolin and Nano Materials Based Self-Compacting Concrete

المحتوى والصفحات

عدد الصفحات

0

ترجمة الملخص

مع التركيز الحالي على التنمية المستدامة في مجال الهندسة المدنية، من الضروري تطوير مواد البناء والتشييد بتكاليف معقولة وتأثيرات بيئية منخفضة من أجل تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون ( )CO2من صناعة الأسمنت. تدرس هذه الأطروحة تأثير استخدام الميتاكاوؤلين )،(MK ويسمى ايظا طين الكاولين المحروق( )CKCوالمواد النانوية (كربونات الكالسيوم النانوية )،(NC والنانو ألومينا )((NAكبدائل جزئية للإسمنت ) (PLCعلى استدامة خرسانة الرص الذاتي)(SCC وتحسين خصائصها الهيكلية. حيث تم تصميم خمسة عشر نو ًعا مختلفًا من الخلطات الخرسانية لإنتاج خرسانة الرص الذاتي، مع استخدام نسبة الماء إلى الخليط ( ،)0.38 = w/bمع محتوى الاسمنت 485كجم / م .3 في هذا البحث تم تطوير ثلاثة أنظمة من الخلطات الخرسانية، هما نظام الخلطات الثنائية والثلاثية والرباعية. تم قياس الخواص الطرية للخرسانة بواسطة اجراء فحوصات مختلفة مثل قطر انسياب الهطول ( )Dملم، زمن الوصول لقطر 500ملم ( ،)T500mmالقمع على شكل حرف ،V الصندوق على شكل حرف ،Lوكذلك اختبار مقاومة الانعزال. بينما تم اجراء اختبارات الكثافة الظاهرية، مقاومة الانضغاط، مقاومة الشد، وكذلك اختبار الموجات فوق الصوتية ( )UPVلغرض تقييم أداء هذا النوع من الخرسانة في الخواص المتصلبة بأعمار مختلفة. إلى جانب ذلك، تم تقييم أداء الديمومة للخلطات الثنائية والثلاثية والرباعية من خلال اجراء الفحوصات مثل امتصاص الماء، والمسامية، والامتصاصية. حيث ان النتائج اظهرت أنه عند استخدام الميتاكاوؤلين ) (MKوالنانو كربونات الكالسيوم) (NCوالنانو الومينا )(NAفي الخلطات الثنائية والثلاثية والرباعية قللت من الخصائص الطرية وكانت اختبارات انسياب الهطول وزمن الانسياب والانعزال جيدة بما يكفي لإنتاج خرسانة الرص الذاتي وكذلك كانت نسبة المار في فحص الصندوق على شكل Lقد تراوحت من 0.791الى 0.982مع عدم وجود ميل للانسداد. لذا، فإن جميع الخلطات الخرسانية تفي بالخصائص في الحالة الطارية للخرسانة. هنالك تحسن كبير ، في نتائج اختبار الخصائص المتصلبة وأداء الديمومة لخرسانة الرص الذاتي في نظام الخلط الرباعي .حيث الخلطات الهجينة المكونة من %3من النانو كربونات الكالسيوم ) (NCو %2من النانو الومينا )(NAمع الميتاكاوؤلين )(MKفي الخلطات الرباعية أعطت أكثر فائدة من استخدامها كمادة واحدة مع الميتاكاوؤلين ) .(MKمن جهة أخرى في عمر 90 يو ًما اظهرت الخلطة الخرسانية الحاوية على نسبة استبدال % 30من الميتاكاوؤلين ) (MKو% 3نانو كربونات الكالسيوم )(NCو %2نانو الومينا ) (NAأعلى مقاومة للانضغاط والشد، وفحص الموجات فوق الصوتية) )UPVحيث تصل إلى 61.8ميجا باسكال، 4.61ميجا باسكال، و 4905 م/ثانية على التوالي. كذلك اظهرت أفضل خصائص للديمومة نتيجة انخفاض امتصاص الماء والمسامية والامتصاصية للنماذج الخرسانية والتي بلغت ( 0.031 ،%7.82 ،%2.98ملم / دقيقة )0.5بعمر 90يو ًما، على التوالي. تم تطوير نموذج للتنبؤ بمقاومة الانضغاط بمتغيرات مختلفة، حيث بلغ معامل التحديد ( %86.2% (R2للنموذج العام مما يدل على وجود علاقة جيدة جدا ونموذج أفضل يناسب البيانات المختبرية. حققت هذه الدراسة أهدافها من خلال إنتاج خرسانة ذاتية الرص من دمج ( )MKوالجسيمات النانوية ( ) NA،NCالتي يمكن أن تسهم في الحد من الطلب على الاسمنت، وانخفاض معدل انبعاث غاز ثاني اوكسيد الكربون، وجعل خرسانة الرص الذاتي ذات ديمومة عالية وصديقة للبيئة

كلمات الباحثين

Self-compacting concrete, Metakaolin, Nanoparticles, Nano calcium carbonate, Nano alumina, Mechanical properties, Durability performance

إشراف وإعداد

الإشراف

حيدر محمد عويد

الإعداد

رويده كريم خومان جبار

الاقتباسات الببليوغرافية