Uticaj sedimentnih aditiva na mehaničko ponašanje betona armiranog vlaknima u agresivnim sredinama

  • Louafi Goudih Univerzitet „Mustafa Stamboli”, Odsek za građevinarstvo, Laboratorija za proučavanje konstrukcija i mehanike materijala, Maskara, Narodna Demokratska Republika Alžir https://orcid.org/0009-0004-2793-1654
  • Hamid Sellaf Univerzitet u Saidi, Odsek za građevinarstvo i hidrauliku, Saida, Narodna Demokratska Republika Alžir + Laboratorija za građevinarstvo i zaštitu životne sredine, Sidi Bel Abes, Narodna Demokratska Republika Alžir https://orcid.org/0009-0006-3943-3024
  • Benamar Balegh Univerzitet „Ahmed Draia” u Adraru, Odsek za građevinarstvo, Adrar, Narodna Demokratska Republika Alžir + Laboratorija za građevinarstvo i zaštitu životne sredine, Sidi Bel Abes, Narodna Demokratska Republika Alžir https://orcid.org/0000-0002-8529-7063
  • Ali Meksi Univerzitet „Mustafa Stamboli”, Odsek za građevinarstvo, Laboratorija za proučavanje konstrukcija i mehanike materijala, Maskara, Narodna Demokratska Republika Alžir https://orcid.org/0009-0009-0320-3704
  • Adda Hadj Mostefa Univerzitet u Relizanu, Departman za građevinarstvo i javne radove, Laboratorija za inovativne materijale i obnovljive energije, Relizane, Narodna Demokratska Republika Alžir https://orcid.org/0009-0004-0086-9280
  • Mohamed Elamine Dahamni Univerzitet „Ahmed Ben Bela” u Oranu 1, Laboratorija za nauku o kondenzovanoj materiji (LSMC), Oran 1, Narodna Demokratska Republika Alžir https://orcid.org/0000-0001-5920-1198
DOI: https://doi.org/10.5937/vojtehg73-50424
Ključne reči: beton (SCC), sediment, mermerni prah, vlakno, gubitak mase, mehanička obrada, agresivna sredina

Sažetak


Uvod/cilj: Materijali koji zamenjuju cement (Supplementary Cementitious Materials, SCM) sve češće se dodaju betonu u graditeljstvu zbog svoje sposobnosti da poboljšavaju mehanička svojstva betona, kao i zbog održivosti životne sredine. U ovoj studiji ispitane su mogućnosti korišćenja otpadnih materijala – mermernog praha (MP) i sedimenata nastalih pri građenju brana (DS), kao delimične zamene za cement u samozbijajućem betonu (Self-compacting Concrete, SCC). Primarni ciljevi bili su recikliranje ovih otpadnih materijala i procena trajnosti i čvrstoće samozbijajućeg betona izloženog hemijski agresivnom okruženju. 

Metode: U ovom istraživanju cement je bio delimično zamenjen sa 40% MP, 40% DS i kombinacijom 20% MP i 20% DS. Performanse betona su ispitane testovima čvrstoće pri pritisku tokom 28 dana. Trajnost je ispitivana izlaganjem betona hemijskoj agresiji rastvora hlorovodonične kiseline (HCl), sumporne kiseline (H₂SO₄) kao i natrijum sulfata (Na₂SO₄). Takođe, vršeno je merenje gubitka mase usled ovog izlaganja hemikalijama.

Rezultati: Beton sa sadržajem MP pokazao je čvrstoću pri pritisku sličnu onoj koju ima kontrolni beton, postižući 37,61 MRa za 28 dana, dok je  beton sa DS imao manju čvrstoću (31,81 MRa), a veću otpornost na hlorovodoničnu kiselinu (ML=38,78%) u poređenju sa betonom sa MP (ML=40,74%). Pri tome su svi uzorci betona imali dobru otpornost na sumpornu kiselinu zbog formiranja ekspanzivnog etringita koji štiti beton od dalje degradacije.

Zaključak: Rezultati su ukazali da su i mermerni prah i sediment brana mogući kao dopunski materijali za poboljšavanje mehaničkih osobina i trajnosti samozbijajućeg betona. Pokazano je da beton sa mermernim prahom ima superiornu čvrstoću, dok je sediment dobijen građenjem brana doprineo poboljšanju otpornosti na kiseline. Kombinacija ovih materijala nudi održivo rešenje za betone izložene agresivnim sredinama.

Reference

-ACI Committee 237. 2007. 237R-07: Self-Consolidating Concrete. ACI American Concrete Institute, January 4 [online]. Available at: https://www.concrete.org/publications/internationalconcreteabstractsportal/m/details/id/18605?gad_source=1&gclid=CjwKCAiA6aW6BhBqEiwA6KzDc9agd-Q_3KklxCQYzmj-fIVB06rtwGVxavJ-pElLHf1cHJYAaPr6tRoCdCAQAvD_BwE [Accessed: 12 April 2024].

-AFNOR Association française de normalisation. 1991. NF P94-054: Sols : reconnaissances et essais - Détermination de la masse volumique des particules solides des sols - Méthode du pycnomètre à eau [online]. Available at: https://www.boutique.afnor.org/fr-fr/norme/nf-p94054/sols-reconnaissance-et-essais-determination-de-la-masse-volumique-des-parti/fa020767/11077 [Accessed: 12 April 2024].

-AFNOR Association française de normalisation. 1992. NF P94-057: Sols : reconnaissance et essais - Analyse granulométrique des sols - Méthode par sédimentation [online]. Available at: https://www.boutique.afnor.org/fr-fr/norme/nf-p94057/sols-reconnaissance-et-essais-analyse-granulometrique-des-sols-methode-par-/fa020768/11074 [Accessed: 12 April 2024].

-AFNOR Association française de normalisation. 1993. NF P94-051: Sols : reconnaissance et essais - Détermination des limites d'Atterberg - Limite de liquidité à la coupelle - Limite de plasticité au rouleau [online]. Available at: https://www.boutique.afnor.org/fr-fr/norme/nf-p94051/sols-reconnaissance-et-essais-determination-des-limites-datterberg-limite-d/fa020765/11080 [Accessed: 12 April 2024].

-AFNOR Association française de normalisation. 1996. NF P94-056: Sols : reconnaissance et essais - Analyse granulométrique - Méthode par tamisage à sec après lavage [online]. Available at: https://www.boutique.afnor.org/fr-fr/norme/nf-p94056/sols-reconnaissance-et-essais-analyse-granulometrique-methode-par-tamisage-/fa026936/11075 [Accessed: 12 April 2024].

-AFNOR Association française de normalisation. 1998a. NF EN 1744-1: Essais pour déterminer les propriétés chimiques des granulats - Partie 1 : analyse chimique [online]. Available at: https://www.boutique.afnor.org/fr-fr/norme/nf-en-17441/essais-pour-determiner-les-proprietes-chimiques-des-granulats-partie-1-anal/fa039721/62422 [Accessed: 12 April 2024].

-AFNOR Association française de normalisation. 1998b. NF P94-068: Sols : reconnaissance et essais - Mesure de la capacité d'adsorption de bleu de méthylène d'un sol ou d'un matériau rocheux - Détermination de la valeur de bleu de méthylène d'un sol ou d'un matériau rocheux par l'essai à la tache [online]. Available at: https://www.boutique.afnor.org/fr-fr/norme/nf-p94068/sols-reconnaissance-et-essais-mesure-de-la-capacite-dadsorption-de-bleu-de-/fa043689/394 [Accessed: 29 March 2024].

-AFNOR Association française de normalisation. 2004. NF EN 206-1: Concrete - Part 1 : specification, performance, production and conformity [online]. Available at: https://www.boutique.afnor.org/en-gb/standard/nf-en-2061/concrete-part-1-specification-performance-production-and-conformity/fa125184/22922 [Accessed: 12 April 2024].

-AFNOR Association française de normalisation. 2010a. NF EN 12350-10: Essai pour béton frais - Partie 10 : béton auto-plaçant - Essai à la boîte en L [online]. Available at: https://www.boutique.afnor.org/fr-fr/norme/nf-en-1235010/essai-pour-beton-frais-partie-10-beton-autoplacant-essai-a-la-boite-en-l/fa165666/36401 [Accessed: 12 April 2024].

-AFNOR Association française de normalisation. 2010b. NF EN 12350-11: Essai pour béton frais - Partie 11 : béton auto-plaçant - Essai de stabilité au tamis [online]. Available at: https://www.boutique.afnor.org/fr-fr/norme/nf-en-1235011/essai-pour-beton-frais-partie-11-beton-autoplacant-essai-de-stabilite-au-ta/fa165665/36326 [Accessed: 12 April 2024].

-AFNOR Association française de normalisation. 2019. NF EN 12350-2: Essais pour béton frais - Partie 2 : essai d'affaissement [online]. Available at: https://www.boutique.afnor.org/fr-fr/norme/nf-en-123502/essais-pour-beton-frais-partie-2-essai-daffaissement/fa190558/83431 [Accessed: 12 April 2024].

Bassuoni, M.T. & Nehdi, M.L. 2007. Resistance of self-consolidating concrete to sulfuric acid attack with consecutive pH reduction. Cement and Concrete Research, 37(7), pp.1070-1084. Available at: https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2007.04.014.

Bonavetti, V.L., Rahhal, V.F. & Irassar, E.F. 2001. Studies on the carboaluminate formation in limestone filler-blended cements. Cement and Concrete Research, 31(6), pp.853-859. Available at: https://doi.org/10.1016/S0008-8846(01)00491-4.

Denis, P.E. 2008. Optimisation du béton autoplaçant : mise en place en laboratoire et sur chantier. Master’s Final Project. Leeds: École des Mines de Saint-Étienne.

Diederich, P., Mouret, M. & Ponchon, F. 2013. Simple tools for achieving self-compacting ability of concrete according to the nature of the limestone filler. Construction and Building Materials, 48, pp.840-852. Available at: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2013.07.071.

Hammadi, L., Ponton, A. & Belhadri, M. 2011. Rheological study and valorization of waste sludge from wastewater treatment plants in the dredging operation of hydraulic dams. Energy Procedia, 6, pp.302-309. Available at: https://doi.org/10.1016/j.egypro.2011.05.034.

Labiod-Aloui, Z., Trouzine, H., Ghembaza, M.S., Nouioua, T. & Sebaibi, Y. 2014. Experimental investigation of mixtures of bentonite and dredged sediments from Chorfa dam in Algeria. Turkish Journal of Earth Sciences, 23(3), pp.330-338. Available at: https://doi.org/10.3906/yer-1302-13.

Muhedin, D.A. & Ibrahim, R.K. 2023. Effect of waste glass powder as partial replacement of cement & sand in concrete. Case Studies in Construction Materials, 19, e02512. Available at: https://doi.org/10.1016/j.cscm.2023.e02512.

Pająk, M. & Ponikiewski, T. 2013. Flexural behavior of self-compacting concrete reinforced with different types of steel fibers. Construction and Building Materials, 47, pp.397-408. Available at: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2013.05.072.

Ranatunga, K.S., del Rey Castillo, E. & Toma, C.L. 2023. Evaluation of the optimal concrete mix design with coconut shell ash as a partial cement replacement. Construction and Building Materials, 401, art.number:132978. Available at: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2023.132978.

Scherer, C., de Lima, L.F. & Zorzi, J.E. 2023. Effect of partial replacement of cement by fine powders on the corrosion resistance of concrete. Construction and Building Materials, 401, art.number:132982. Available at: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2023.132982.

Sellaf, H. & Balegh, B. 2023. Effect Of Waste Marble Powder On The Properties Of White Mortar Made From Tuff. Journal of New Technology and Materials, 13(1), pp.25-32 [online]. Available at: https://www.asjp.cerist.dz/index.php/en/article/227651 [Accessed: 17 October 2024].

Sellaf, H., Balegh, B. & Bkhiti, M. 2023. The Assessment and Treatment of Dredged Sediments and Limestone Tuff Using Waste Ceramic with Low-Cement. Advanced Engineering Forum, 48, pp.45-58. Available at: https://doi.org/10.4028/p-2j4d93.

Thunuguntla, C.S. & Gunneswara Rao, T.D. 2018. Effect of mix design parameters on mechanical and durability properties of alkali activated slag concrete. Construction and Building Materials, 193, pp.173-188. Available at: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.10.189.

Objavljeno
2025/02/02
Broj časopisa
Vol. 73 Br. 1 (2025): januar - mart
Rubrika
Originalni naučni radovi

Sva prava zadržana (c) 2025 Louafi Goudih, Hamid Sellaf, Benamar Balegh, Ali Meksi , Adda Hadj Mostefa, Mohamed Elamine Dahamni

Creative Commons License

Ovaj rad je pod Creative Commons Autorstvo 4.0 međunarodnom licencom.

Vojnotehnički glasnik omogućava otvoreni pristup i, u skladu sa preporukom CEON-a, primenjuje Creative Commons odredbe o autorskim pravima:

Autori koji objavljuju u Vojnotehničkom glasniku pristaju na sledeće uslove:

  1. Autori zadržavaju autorska prava i pružaju časopisu pravo prvog objavljivanja rada i licenciraju ga Creative Commons licencom koja omogućava drugima da dele rad uz uslov navođenja autorstva i izvornog objavljivanja u ovom časopisu.
  2. Autori mogu izraditi zasebne, ugovorne aranžmane za neekskluzivnu distribuciju rada objavljenog u časopisu (npr. postavljanje u institucionalni repozitorijum ili objavljivanje u knjizi), uz navođenje da je rad izvorno objavljen u ovom časopisu.
  3. Autorima je dozvoljeno i podstiču se da postave objavljeni rad onlajn (npr. u institucionalnom repozitorijumu ili na svojim internet stranicama) pre i tokom postupka prijave priloga, s obzirom da takav postupak može voditi produktivnoj razmeni ideja i ranijoj i većoj citiranosti objavljenog rada (up. Efekat otvorenog pristupa).