تاثيرات جايگزين كردن سيمان با پسماند هاي سرباره اي بر روي خواص بتن با مقاومت اوليه بالا و عملكرد زيست محيطي آن

Slag waste incorporation in high early strength concrete as cement replacement: Environmental impact and influence on hydration durability attributes

اين مقاله بر روي تاثيرات جايگزيني پسماندهاي سرباره اي (سرباره كوره آهن گدازي ريز آسياب شده (GGBS)) بعنوان جايگزين سيمان در بتن هاي زودگير تحقيق ميكند. GGBS در نسبت هاي مختلفي جايگزين سيمان شد و خواص حاصل از بتن هاي توسعه داده شده ارزيابي شد. مقاومت فشاري، گرماي هيدراسيون، شرينكيج، براي ارزيابي ويژگي هاي هيدراسيون اندازه گيري شد هنگامي كه نفوذ كلرايد و مقاومت كربن براي ويژگي هاي مرتبط با دوام بتن هاي مورد مطالعه، مورد بررسي قرار گرفت. در اين تحقيق نسبت بهينه GGBS بعنوان يك ماده افزودني سيماني 30درصد ارزيابي شد، كه در اين درصد جايگزيني مقاومت ميانگين تنها كاهشي 11درصدي داشت درحاليكه انتشار كربن دي اكسيد 30درصد كاهش داشت. با توجه به اين كه در اين سطح جايگزيني علاوه بر موارد ياد شده كاهش 15درصدي نفوذ يون كلرايد و افزايش 3درصدي مقاومت كربن مشهود است اين امر ما را به جايگزيني با اين درصد در بتن پيش ساخته تشويق مي كند. نهايتا تاثيرات سودمند استفاده از پسماند هاي سرباره اي در بتن توسط ميزان CO2 آن سنجيده ميشود. با توجه به درصد جايگزيني سيمان نتيجه گيري ميشود كه استفاده از سرباره به طرز شگفت آوري ميزان انتشار CO2 را كاهش ميدهد (تا 68درصد)؛ بنابراين اين جايگزيني باعث توسعه ساختمان هاي سبز و توسعه پايدار ميگردد.

This paper investigates the effects of incorporating slag waste (Ground Granulated Blast Furnace Slag; GGBS) as cement replacement in high early strength concrete. GGBS was used in various replacement ratios and resulting properties of the developed concretes were evaluated. Compressive strength, heat of hydration and shrinkage were determined for evaluating hydration attributes while chloride penetrability and carbonation resistance were investigated for studying the durability-related characteristics of the resulting concretes. The optimum ratio of GGBS as SCM has been determined, in this study, as 30 % at which there is merely an average strength decline of 11 % while reducing the total carbon dioxide emissions by 30 %. Similarly, at this replacement level, the decreased chloride ion penetrability (15 %) and higher carbonation resistance (3 %) further encourage its use in precast concrete incorporating (HESC). Finally, the beneficial effects of using slag waste in concrete were quantified by determining associated CO2 emissions. It is concluded that slag incorporation in concrete significantly reduces the CO2 emissions, (up to 68 %) depending on the cement replacement level, thus promoting green construction and sustainable development.