مطالعه تغييرات مشخصات مكانيكي بتن‌هاي حاوي بنتونيت و زئوليت در جايگزيني سيمان

Mechanical Properties of Concrete Incorporating Bentonite and Zeolite as Replacement of Cement

در عصر امروز ساخت مصالح ساختماني مستلزم مصرف زياد منابع طبيعي مي­ باشد. به جهت تأمين مصالح مورد نياز براي توليد سيمان، آلودگي و توليد زباله‌هاي صنعتي افزايش مي ­يابد. زئوليت و بنتونيت از جمله پوزولان‌هاي طبيعي هستند كه به راحتي قابل استخراج مي‌باشند و با شرايط محيط زيست سازگاري دارند و از جمله موادي هستند كه در مقايسه با سيمان پرتلند هزينه توليد كمتري دارند. در تحقيقات انجام شده، هر كدام از اين پوزولان‌ها با مواد ديگر و يا به صورت منفرد مورد استفاده قرارگرفته‌اند. در اين مقاله به بررسي مقاومت فشاري، جذب آب، مقاومت كششي و مدول الاستيسيته پرداخته شده است. در اين تحقيق 10 مدل طرح اختلاط مورد بررسي قرار گرفته است، كه نمونه‌هاي توليد شده با درصد بنتونيت و زئوليت متفاوت در آزمايشگاه ساخته و در سنين 7، 28 و 90 روزه مورد آزمايش قرار گرفته‌اند. جهت بررسي تأثير رفتار استفاده از اين مصالح به جاي سيمان در بتن، نتايج به دست آمده با نمونه مرجع مورد مقايسه قرار گرفته است. بهترين تركيب با جايگزيني 6 درصد زئوليت و 6 درصد بنتونيت بوده كه پس از 28 روز، توانسته 93 درصد مقاومت نمونه مرجع با مقاومت 25/12 مگاپاسكال را كسب كند. درصد جذب آب نمونه‌هاي توليد شده با زئوليت و بنتونيت نسبت به نمونه مرجع افزايش يافته است و بهترين تركيبات در كشش، نمونه ­هاي با 10 درصد بنتونيت بوده ­اند.

The production of concrete consumes huge amounts of natural resources. Due to the consumption of natural resources for cement production, using industrial waste materials has gained interest among researchers. Environmental issues are one of the most important issues that should be taken into consideration. Zeolite and bentonite are considered as natural pozzolans, they are easy to extract and count as environmentally-friendly raw material compared to ordinary Portland cement (OPC). In the current study, these materials were utilized blended with other materials and individually. Compressive strength, water absorption, tensile strength, and elastic modulus of concrete samples were evaluated. Moreover, 10 different mixing designs were designed to produce samples in the same curing condition with different content of bentonite and zeolite. These samples were cured for 7, 28, and 90 days. To investigate the properties of these materials as an alternative to OPC in the concrete, the results are compared with the blank sample. The optimum mixture was obtained by 6 wt. % of zeolite and 6 wt. % of bentonite, which was gained 93% of the compressive strength of the blank sample, i.e., 12.25 MPa, after 28 days of curing. This study also showed that the water absorption of samples with zeolite and bentonite had increased in comparison with the blank sample and the optimum amount in tension was observed 10 wt. % of bentonite.