بررسي تأثير نانوسيليس و الياف پلي وينيل الكل بر بهبود مشخصات مكانيكي و ريزساختار بتن ساخته شده از سنگدانه‌هاي بازيافتي

Effects of the addition of Nano silica and PVA fiber on mechanical and microstructural behavior of recycled aggregate concrete

استفاده از سنگدانه هاي بازيافت شده از پسماند بتن در ساخت بتن جديد، راه حلي مناسب جهت جلوگيري از آلودگي محيط زيست و مصرف منابع طبيعي در جهان ميباشد. در اين تحقيق به بررسي تأثير استفاده از نانو ذرات سيليس و الياف پلي وينيل الكل در بهبود خصوصيات مكانيكي بتن ساخته شده از ريزدانه و درشتدانه بازيافتي پرداخته ميشود. با اين روش ميزان مصرف سنگدانه‌هاي طبيعي به مقدار قابل ملاحظه كاهش مي‌يابد. ريزدانه و درشتدانه با دانهبندي مشابه سنگدانه طبيعي با نسبت 0%، 50% و 100% با سنگدانه طبيعي جايگزين ميشود. براي بهبود مشخصات مكانيكي بتن، ذرات نانوسيليس و الياف پلي وينيل الكل با نسبت‌هاي مختلف (0، 2، 4 و 6 درصد وزني براي نانوسيليس و 0، 0/5 و 1 درصد حجمي براي الياف پلي وينيل الكل) به بتن اضافه گرديد. پارامترهاي مختلف مورد بررسي شامل مقاومت فشاري، مقاومت كششي، مقاومت خمشي و ميزان جذب انرژي مي‌باشد. همچنين ريز‌ساختار تعدادي از مخلوط‌هاي ساخته شده با استفاده از ميكروسكوپ الكتروني روبشي بررسي گرديد. نتايج تحقيق نشان داد كه استفاده از نانو سيليس و الياف پلي وينيل الكل باعث بهبود مقاومت فشاري، كششي و خمشي بتن ساخته شده از مصالح بازيافتي مي‌شود. همچنين در صورت استفاده از4 درصد نانوسيليس و 0/5 درصد الياف پلي وينيل الكل، بتن ساخته شده از 50 درصد درشت‌دانه و ريزدانه بازيافتي رفتاري بهتر از بتن معمولي حاوي سنگدانه طبيعي از خود نشان مي‌دهد.

The reusing of recycled aggregates produced from waste concrete is a sustainable solution to reduce the shortage of natural resources. This paper presents the effects of the addition of Nano silica and polyvinyl alcohol (PVA) fiber on the mechanical and microstructural properties of recycled aggregate concrete containing coarse and fine recycled aggregates. Recycled aggregate concrete was produced by 50% and 100% volume substitution of natural fine and coarse aggregate with recycled aggregate. In total, 21 series of concretes are evaluated. The Nano silica in weight ratios of 0%, 2%, 4%, and 6%, and the polyvinyl alcohol fibers in volume fraction of 0%, 0.5%, and 1% were used. The compressive strength, tensile strength, and flexural strength at the different ages of 7, 28, and 90 days are measured in this research. Also, the microstructure of the recycled aggregate concrete was studied via scanning electron microscopy on the selected mixtures. Test results show that the addition of Nano-silica and polyvinyl alcohol fiber can improve the mechanical and microstructural properties of the recycled aggregate concretes. Also, it was seen that polyvinyl alcohol fiber improves the post-peak behavior of specimens. Moreover, high ratios of Nano silica and PVA fiber in the concrete mixture caused negative effects on the compressive strength of recycled aggregate concrete.