ارزيابي مقاومت فشاري بتن در اثر جايگزيني خاكستر مخروط كاج با سيمان

Estimation of concrete compressive strength by substitution of pinyon pine ash for cement

بتن يكي از رايج‌ترين مصالح پركاربرد در صنعت ساختمان است كه به علت وجود سيمان در خود به عنوان بخش اصلي، مصالحي زيان‌بار براي محيط زيست محسوب مي‌شود. فرآيند توليد سيمان بسيار انرژي‌ بر و آسيب‌رسان است به‌طوري‌كه مقدارهاي فراواني از گازهاي گلخانه‌اي را وارد محيط مي‌كند. پژوهش‌گران تلاش مي‌كنند با يافتن روش‌هايي، نسل نويني از بتن‌هاي دوست‌دار محيط زيست را معرفي كنند. در اين مقاله، از خاكستر به‌وجود آمده از ميوه‌ي مخروطي‌شكل درخت كاج به عنوان جايگزين و كاهش‌دهنده‌ي ميزان مصرف سيمان در طرح اختلاط بتن بهره‌جويي شده است. از آنجا كه خاكستر مورد استفاده در اين پژوهش علاوه بر كاهش مصرف سيمان، باعث جلوگيري از انباشته‌شدن مخروط كاج در طبيعت و در نتيجه ايجاد آلودگي زيست محيطي مي‌گردد، آثار مخرب زيست محيطي توليد بتن را نيز كاهش مي‌دهد. براي اين منظور، ميوه‌ي درخت كاج جمع‌آوري و سوزانده شد و خاكستر باقي‌مانده مورد استفاده قرار گرفت. ميزان 20 درصد وزني خاكستر كاج در نمونه‌هاي مكعبي و استوانه‌اي استاندارد، جايگزين سيمان مصرفي شد و اثر آن بر مقدار مقاومت فشاري نمونه‌ها ارزيابي شد. ارزيابي‌ها نشان دادند استفاده از اين ميزان از خاكستر كاج، باعث افزايش مقاومت فشاري بتن مي‌شود و از اين رو، مي‌تواند گامي مهم در راستاي بهره‌جويي بهينه از مواد و مصالحي باشد كه در نگاه نخست بي‌فايده به نظر مي‌رسند.

Nowadays, one of the most popular ways to get a more sustainable cement industry is using additions as cement replacement. However, there are many civil engineering applications in which the use of sustainable cements is not extended yet, such as special foundations, and particularly micro piles, even though the standards do not restrict the cement type to use. These elements are frequently exposed to the sulphates present in soils. The purpose of this research is to study the effects of using pinyon pine ash as a substitution for ordinary Portland cement and reduce its content in the concrete mix design. For this reason, 20 % of pinyon pine ash with respect to cement weight was used and the compressive strength of concrete is obtained from testing cubic and standard cylinder specimens. Considering the results obtained, using pinyon pine ash increase the compressive strength of concrete. On the other hand, more axial micro cracks were occurred in pinyon included specimens and their colour were darker comparing to representative specimens without pinyon pine ash. This study shows that using pinyon pine ash could be an effective and Eco-friendly alternative for ordinary Portland cement in industry and construction and could reduce the dangerous effects of using cement in concrete.