文摘
如今,研究人员一直在寻找eco-sustainable添加剂如农业/工业废料在混凝土为了抵消碳足迹由水泥制造。然而,据说使用农业/ industrial-waste-based胶结材料在混凝土提高了它的质量。然而,这项研究水合石灰和水泥混凝土的性能相比替换为5%和10%木香englerianus蔗渣灰和蔗渣纤维决定机械性能(抗压和抗弯强度)。此外,抗压强度是评价体标本和挠曲强度评估在梁7点样品,14日和28天。结果表明,混凝土的抗压强度和抗弯强度增加而增加固化的年龄。同时,水泥混凝土的抗压和抗弯强度记录下65.38 MPa和10.86 MPa蔗渣灰或纤维0%,表现优于混凝土取代5%和10%蔗渣灰和纤维在28天,分别。此外,指出了混凝土的抗压强度53.85 MPa和48.92 MPa蔗渣纤维蔗渣灰10%和10%,分别在挠曲强度计算6.86 MPa和5.54 MPa蔗渣纤维蔗渣灰10%和10%,分别高于混凝土生产的熟石灰独自住在28天。因此,蔗渣灰执行比蔗渣纤维灰部分替代水泥或氢氧化钙在混凝土生产。因此,木香englerianus蔗渣灰或甘蔗渣纤维熟石灰混凝土性能的改善在5 - 10%替换,但较高的混凝土强度会得到比水合石灰水泥替代。
1。介绍
混凝土是仅次于水是世界上使用最广泛的材料,估计是300亿吨每年消费(1]。高强混凝土在建筑基础设施的需求一直在增加,但增加混凝土的强度可能同样增加其脆性,最终可能导致混凝土结构的裂缝和失败(2- - - - - -6]。然而,新型胶结材料的发展可以改善安全,混凝土的耐久性和可持续性(7- - - - - -10]。的火山灰材料在水泥增强混凝土的力学性能,如抗压、抗拉和抗弯强度(11,12]。
石灰,绑定材料,混凝土强度较低的收益率,这可能不是有用的建设(在某些领域13- - - - - -17]。在一项由萨尔曼,Muttar (18),获得的最佳波特兰水泥混凝土的抗压强度在养护28天为26.96 N /毫米2,但只有6.12 N /毫米2被记录在固化石灰混凝土28天,只增加了50% (13.15 N /毫米吗2养护期时)增加到90天。然而,Awodiji et al。14)推荐的火山灰材料石灰混凝土提高石灰混凝土强度设计施工的目的。布尔茨斯基(19]报道的增加混凝土的强度增加10%煅烧高岭土、微硅沸石,独立,在石灰混凝土强度20%增加了一倍。
使用农业废料的火山灰水泥的替代品是学者所青睐由于其环保,可持续发展,和经济效益20.- - - - - -22]。波特兰水泥混凝土(PC)是利用各种各样的结构应用,现代和复杂的设计需要大量的电脑23]。但PC生产是混凝土最耗能的过程(24- - - - - -27),它也产生二氧化碳,大气引起的不适。PC制造业占5%至7%的工业二氧化碳排放(28- - - - - -31日]。此外,保障性住房变得更加难以获得许多低收入工人在许多发展中国家由于建筑材料的高成本,尤其是水泥。在不影响性能的混凝土建筑,波特兰水泥的数量必须降低有助于限制二氧化碳的排放,提供可持续的建筑材料(32,33]。然而,部分替代PC使用结合水泥替代材料(crm)是有利的在经济学方面,机械性能和微观结构。有各种各样的一般crm可以用于混凝土生产。小米壳灰(尼古拉斯)、甘蔗蔗渣灰(SCBA)、椰子壳灰(CSA),花生壳灰(GSA),硅灰(SF),玉米棒子灰(MCA),小麦秸秆灰(WSA)和稻壳灰(RHA)是最常用的产品(34,35]。重用这些crm提供了一种实用的解决方案,污染,废物管理,和过度的水泥成本。因此,木香englerianus蔗渣灰和蔗渣纤维作为胶结材料的实验工作。此外,木香englerianus甘蔗渣是家庭主要生长在布什的甘蔗蔗渣纤维比甘蔗蔗渣。木香englerianus蔗渣没有吸引了广泛关注的部分替代水泥在混凝土生产。另一方面,甘蔗蔗渣灰的火山灰材料显示效果增强的混凝土力学性能和耐久性36- - - - - -38]。Malyadri和Supriya39)增加了5%在混凝土强度使用甘蔗蔗渣灰部分替代水泥。类似的观察也报道了Mangi et al。40]。在5%和20%之间甘蔗蔗渣灰替代,可以获得一个可以接受的混凝土强度(41,42]。其他研究已经表明,甘蔗蔗渣是一个很好的替代材料对混凝土生产(43,44]。5到15%的甘蔗蔗渣灰也增加了抗压强度和混凝土的和易性45- - - - - -47),而其他作者记录了抗压强度由甘蔗蔗渣灰,仅高于水泥混凝土替代5%以上(48- - - - - -51]。过度的替代比例增加蔗渣灰可能导致减少了混凝土的强度(52- - - - - -55]。
此外,一些研究进行混凝土与水泥和石灰混合作为胶结材料。但是没有进行具体的实验结合的结合影响PC和石灰所取代木香englerianus蔗渣灰为确定混凝土的力学性能和纤维。因此,本研究以确定混凝土的力学性能与PC和石灰混合所取代木香englerianus分别蔗渣灰和纤维的混合物。
2。材料和方法
2.1。材料
研究中使用的材料包括水合石灰和石灰石水泥(Dangote水泥)作为粘结剂,木香englerianus蔗渣灰和蔗渣纤维火山灰材料、花岗岩凿作为粗骨料,河沙作为细骨料,干净的自来水,和强塑剂。然而,的茎木香englerianus蔗渣Odiokwu社区收集的花丛,Ahoada西部地方政府区域河流州,尼日利亚和晒干的72小时在大气温度下删除的含水率。干的部分样本在露天烧成灰烬,已筛去除碳质材料。自由碳质燃烧灰烬(蔗渣灰)地细粒大小,而其余部分干样品(蔗渣纤维)也地细粒大小。地面微粒的蔗渣灰和蔗渣纤维已筛到90μm统一尺寸和储存在密闭容器中。石灰石水泥(42.5 r级)和熟石灰建筑材料商店买来的哈科特港,河流州。水泥的化学成分和性质,蔗渣灰,甘蔗渣纤维如表所示1。河沙收集从草帽河Ahoada东部地方政府区域河流州和分选差的< 5毫米大小,用于这项研究。此外,花岗岩片作为粗骨料(CA)在20毫米大小河流州从零售商购买。此外,polycarboxylate聚合物超塑化剂(SP) (Auracast 200)是获得建筑材料存储在哈科特港,而自来水收集从实验室。
2.2。混合的比例
蔗渣灰和蔗渣纤维准备替代比例的5%和10%,与水泥混合,罚款和粗骨料。混凝土立方体包括甘蔗渣含量0%(只有水泥或氢氧化钙)的混合比例是用以下维度:150毫米×150毫米×150毫米为抗压强度测试,而测试挠曲强度对铸型梁(包括样品只有水泥或氢氧化钙)以下维度:500毫米×100毫米×100毫米。样本在水混合粘结剂的比例0.32和水泥含量的550公斤/米3。立方体和梁是治愈7、14、28天,沉浸在室温下水箱。混凝土的混合比例如表所示2。
2.3。测试方法
机械性能是抗压和抗弯强度。然而,抗压强度测试是根据BS EN 12350 - 3:2009 [56),标本被在一个15 N /毫米2压力恒定速率增加使用万能压碎机。立方体是集中放置在压碎机与一个光滑的表面,允许失败直接下轴向压缩载荷。同样,抗弯强度测试是根据BS EN 12390 - 5: 200957]。的负荷标本失败记录的挠曲强度计算。所有这些测试都治好了,分别为14岁和28天。
3所示。结果和讨论
比较结果为抗压和抗弯强度的水泥和水合石灰混凝土取代在5%到10%之间木香englerianus蔗渣灰和蔗渣纤维提出了在这一节中讨论。
3.1。抗压强度
混凝土抗压强度的比较分析,从蔗渣灰和蔗渣纤维部分替代水泥和熟石灰在养护7岁了,14日,28天替代比例的5%,10%,15%,和20%蔗渣灰和蔗渣纤维。已经观察到实验工作是由使用水泥和消石灰作为粘结剂,这些绑定取代各种比例的蔗渣灰和蔗渣纤维分别确定混凝土的抗压强度。混凝土抗压强度的概要文件由两种类型的绑定数据所示1- - - - - -4。图1显示了抗压强度对比的资料生产的水泥和石灰混凝土5%蔗渣灰和蔗渣纤维固化7岁和28天。资料表明,蔗渣灰替代5%的抗压强度高于蔗渣纤维在5%替代水泥和石灰混凝土。水泥的抗压强度0%甘蔗渣(唯一的)混凝土的强度大于混凝土产生5%的蔗渣灰和蔗渣纤维,而混凝土的强度与5%蔗渣灰是高于0%的蔗渣石灰(石灰)混凝土。此外,抗压强度在5%蔗渣灰和蔗渣纤维增加随着年龄的增加固化。因此,7至28天抗压强度从56.74增加到65.38 N /毫米2混凝土与水泥,而只有石灰或百分之零甘蔗渣,抗压强度从38.01到46.47 N /毫米不等2。同样,7至28天抗压强度从53.86增加到63.95 N /毫米2在5%水泥替代蔗渣灰相比,39.12 - -44.87 N /毫米2增加石灰混凝土蔗渣灰分含量为5%。也有5%蔗渣纤维,抗压强度从51.08到59.65 N /毫米不等2和37.19 - 45.53 N /毫米2分别对水泥和石灰混凝土。
同样,资料比较水泥和石灰混凝土的抗压强度替换为10%,15%和20%蔗渣灰和蔗渣纤维如图2- - - - - -4,分别。分析表明,抗压强度增加而增加固化的年龄。此外,水泥和石灰混凝土的抗压强度替换蔗渣灰是高于蔗渣纤维所取代。水泥混凝土的抗压强度,取而代之的是蔗渣灰和蔗渣纤维高于生产石灰混凝土在任何比例替代(见图2- - - - - -4)。这意味着水泥是一种更好的绑定材料混凝土相比,熟石灰。先前的调查在水泥和水合石灰混凝土或砂浆的性能还表明,水泥混凝土的抗压强度表现好于石灰混凝土(14,15,18),由于石灰水泥的水化进程的缓慢速度(15]。
研究还表明,熟石灰的抗压强度提高10%到15%时蔗渣灰和蔗渣纤维添加到混合。通常,石灰混凝土的抗压强度会导致较低的抗压强度可能不适合需要高强度混凝土的结构,但与其他的火山灰材料(18,58)或包含强塑剂(59- - - - - -61年),石灰可以显著改善混凝土的抗压强度。因此,抗压强度记录与其他研究相比,本研究很高使用甘蔗蔗渣灰(2,49,51),这是归因于强塑剂的添加。
3.2。抗弯强度
混凝土的抗弯强度由石灰石水泥和熟石灰也调查只有5%和10%蔗渣灰和蔗渣纤维替代。5%和10%的测试结果给出了甘蔗渣的火山灰和纤维如图5和6,分别。然而,图5显示了水泥和熟石灰的挠曲强度混凝土生产与蔗渣灰和蔗渣纤维替代7 5%,14日和养护28天的年龄,而图6显示,10%蔗渣灰和蔗渣纤维替代。类似于抗压强度,混凝土的抗弯强度增加而增加固化的年龄。同时,水泥混凝土的抗弯强度0%蔗渣灰或甘蔗渣纤维混凝土(水泥)超过5%蔗渣灰拌或甘蔗渣纤维。相反,石灰混凝土的抗弯强度0%蔗渣灰或甘蔗渣纤维混凝土(石灰)小于5%蔗渣火山灰和略大于混凝土拌蔗渣纤维替代为5%。因此,7至28天的治疗年龄、抗弯强度获得混凝土与水泥混合范围从9.64 - -10.86 N /毫米2相对于3.15 - -5.31 N /毫米2只记录与石灰混合的。也在5%蔗渣灰替代,抗弯强度从9.29到10.55 N /毫米不等2水泥和3.76到5.94 N /毫米2熟石灰。同样,蔗渣纤维替代5%,弯曲强度从7.58到8.68 N /毫米不等2水泥和2.88到4.85 N /毫米2熟石灰。
同样,混凝土的抗弯强度与水泥混凝土只有超过10%蔗渣灰和蔗渣纤维取代,但石灰的挠曲强度混凝土取代10%蔗渣灰或甘蔗渣纤维大于混凝土抗弯强度产生与石灰(图6)。再次,混凝土的抗弯强度与蔗渣灰比蔗渣纤维做的更好。抗弯强度获得石灰石水泥所取代木香englerianus蔗渣灰或纤维在先前的研究范围内的报道甘蔗蔗渣灰(2,51,61年- - - - - -63年]。
4所示。结论
以下结论观察到的性能的比较木香englerianus蔗渣灰和蔗渣纤维部分替代水泥和水合石灰生产混凝土适用于建筑行业(63年]。(我)混凝土的抗压强度是衡量63.95 MPa, 58.34 MPa, 53.34 MPa,和50.15 MPa为5%,10%,15%,和20%的个人电脑所取代木香englerianus蔗渣灰虽然指出了混凝土的抗压强度59.65 MPa, 56.71 MPa, 51.72 MPa,和47.48 MPa为5%,10%,15%,和20%的木香englerianus蔗渣纤维作为胶结材料在28天,分别。(2)石灰混凝土的抗压强度是衡量48.66 MPa, 53.85 MPa, 50.18 MPa,和45.24 MPa为5%,10%,15%,和20%的石灰所取代木香englerianus蔗渣灰分别为28天,。另外,石灰混凝土的抗压强度是指出了45.53 MPa, 48.92 MPa, 47.57 MPa,和43.51 MPa为5%,10%,15%,和20%的木香englerianus蔗渣纤维作为胶结材料在28天,分别。(3)混凝土的抗弯强度是衡量10.55 MPa和9.34 MPa在5%和10%的个人电脑所取代木香englerianus蔗渣灰在混凝土的抗弯强度指出8.68 MPa和7.91 MPa的5%和10%木香englerianus蔗渣纤维作为胶结材料在28天,分别。(iv)石灰混凝土的抗弯强度是衡量5.94 MPa和6.86 MPa在5%和10%的石灰所取代木香englerianus蔗渣灰分别为28天,。此外,指出了石灰混凝土的抗弯强度4.85 MPa和5.54 MPa的5%和10%木香englerianus蔗渣纤维作为胶结材料在28天,分别。(v)混凝土的抗压和抗弯强度蔗渣灰取代5%和10%和10%蔗渣纤维获得的抗压强度高于混凝土生产氢氧化钙。蔗渣灰执行比蔗渣纤维灰部分替代材料混凝土生产。(vi)根据抗压抗弯强度结果,木香englerianus蔗渣灰或甘蔗渣纤维被证明是一个有前途的部分为混凝土中水泥和消石灰替代材料。然而,的性能木香englerianus蔗渣灰或甘蔗渣纤维增强的部分替代水泥比熟石灰。因此,建议使用木香englerianus蔗渣灰或甘蔗渣纤维水泥混凝土或10%石灰混凝土提供了好的结果在土木工程中的应用。
数据可用性
该调查期间产生的数据集是可以从作者要求。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突。