خواص الخلطة شبه المرنة باستخدام الحقين الاسمنتي المحسن بالمواد المستدامه

رسالة ماجستير

اسم الباحث : كرار محسن خنياب

اسم المشرف : شاكر فالح شاكر

الكلمات المفتاحية : SFP,SCM,PFWA,w-LDPE

الكلية : كلية الهندسة

الاختصاص : الهندسة المدنية

سنة نشر البحث : 2021

تحميل الملف : اضغط هنا لتحميل البحث

الخلاصة

أهمية الطرق مثل أهمية الشرايين في جسم الانسان ، وتواصل هذه الطرق ضروري كما أن تواصل الشرايين هو ضروري لحياتنا.

من بين الطفرة بين عربة الحصان والمركبات هذه الأيام ، يزداد وزن المركبات والحمل المروري لهذه المركبات بسرعة ، مما يؤدي أيضًا إلى زيادة الاجهادات العالية، لذلك كان تطوير هيكل الطريق أمرًا ضروريًا لتحقيق ذلك.

تُستخدم الأرصفة الصلبة والمرنة هذه الأيام بنجاح للتخفيف من الاجهادات العالية وتأثير أحمال المرور المرتفعة على تربة الطبقة السفلية، ومع ذلك، فإن هذين النوعين من أرصفة الطرق لهما عيوب أثناء تشييدهما وبعد استخدامه

السؤال الرئيسي هو: هل هذه الأرصفة فعالة من الناحية الاقتصادية ؟ بالإضافة إلى ذلك ، فإن إنشاء رصيف مرن يؤدي إلى تلوث لدرجات حرارة التحضير العالية وانبعاثات ثاني أكسيد الكربون العالية. في الوقت نفسه ، يرتبط تلوث الرصيف الصلب بانبعاثات ثاني أكسيد الكربون أثناء إنتاج الإسمنت. علاوة على ذلك ،من الصعب التعامل مع ظاهرة فشل كل تقنيات الرصف.

لذلك تم اقتراح رصيف شبه مرن (SFP) يجمع خصائص هذين النوعين من الطرق. يمكن أن يقلل التلوث خاصة عندما يتم دمج مواد النفايات المستدامة (SWMs) في إنتاجSFP.

يمكن أن يضيف تشكيل الحقين باستخدام إدارة النفايات الصلبة فوائد اقتصادية أيضًا.

يتكون SFPبشكل عام من جانب مرن يتمثل في خليط الإسفلت المسامي مع (25-35) ٪ فراغ هواء ويمثل الجانب الصلب في الحقين الإسمنتي يتم حقنه في خليط الأسفلت المسامي.

في هذه الدراسة تم تطوير الحقين الاسمنتي المستدام، وهو يتكون من الإسمنت البورتلاندي العادي (OPC) ،والسليكا فيوم (SF) ،والملدنات الفائقة (SP) ، والمياه ، ورماد نفايات سعف النخيل (النفايات من أشجار النخيل، PFWA) يُقترح PFWA كمواد إسمنتية تكميليةSCM ،. تم تمييز الحقين الاسمنتي المطور باستخدام طرق اختبار مختلفة مثل اختبار السيولة الجديد وقوة الانضغاط الميكانيكي وقوة الانثناء.

تم ترشيح خليط الأسفلت المتدرج المفتوح مع 30٪ فراغ هواء و 4٪ محتوى إسفلت (إسفلت معدل مع 3٪ بولي إيثيلين منخفض الكثافةLDPE ) كمزيج تحكم ، بينما تم تحضير الحقين الاسمنتي المطور لتحضير خلطات SFP.

تم تمييز خليط SFPمن حيث الخصائص الحجمية والميكانيكية والمتانة.

أظهرت النتائج أنSFP له خصائص متفوقة مقارنة بخليط الاسفلت المسامي.

أظهر جانب الأمان المتمثل في مقاومة الانزلاق SRT)) تعزيزا عاليا معSFP، كما أن جانب مقاومة التشوه (التكسير والتشققات) يتمثل في قوة الشد غير المباشرة ITS)) ،وأظهر اختبار الامتثال للزحف CCT)) و اختبار مسار العجله WTT)) تعزيزًا عاليًا باستخدامSFP مقارنةً بخليط الاسفلت المسامي التقليدي.

التحسين الذي ظهر في النتائج بسبب البنية المجهرية الأكثر كثافة لـSFP مقارنةً بخليط التدرج المفتوح، استخدام تقنية الرصف مع هذه المواد تأكيدًا على أنها اقتصادية عالية وصديقة للبيئة وأعلى مقاومة للتشوه.

Characterizing A Semi-Flexible Mixture Incorporating Sustainable Modified Grout

Abstract

Road important represents the arteries in the human body; the roads are the arteries of communication life which is necessary for our life.
Rigid and flexible Pavements these days are successfully used to mitigate the high stresses and high traffic loads effect on subgrade soil. However, these two types of road pavements have disadvantages while constructed and after their use. The main question is: are such pavements economically effective? Additionally, constructing a flexible pavement is associated with pollution for its high preparation temperature and high CO2 emissions. At the same time, rigid pavement pollution is associated with CO2 emissions during cement production. Moreover, the failure phenomena of both pavement techniques are hard to deal with.
For that a semi-flexible pavement (SFP) which gathering these two road types properties, has been proposed. It can decrease pollution especially when sustainable waste materials (SWMs)are incorporating in SFP production. Grout formation using SWMs can also add economic benefits. SFP, generally, consists of a flexible side represented in porous asphalt mixture with 25-35% air void and the rigid side represent a cementous grout that injects into the open-graded asphalt mixture.
In this study a sustainable grout is developed, it is consisted of ordinary Portland cement (OPC), silica fume (SF), superplasticizer (SP), water, and palm frond waste ash (waste material from palm trees, PFWA) PFWA is suggested as supplementary cement materials SCM. The developed grout was characterized using different testing methods such as a fresh fluidity test, mechanical compressive, and flexural strength.
The open-graded asphalt mixture with 30 % air void and 4 % asphalt content (modified asphalt with 3 % low-density polyethylene LDPE) was nominated as the control mix, while the developed grouts were injected to prepare SFP mixtures. The SFP mixture was characterized in terms of volumetric, mechanical, and durability properties.
Results showed that SFP has superior properties compared with the open-graded mixture. The safety side represented in skid resistance showed high enhancement with SFP about 12.2%, also deformation resistance side (cracking and rutting) deformation represented in indirect tensile strength enhancement about 75%, creep compliance test enhancement about 90%, and wheel track test showed high enhancement with SFP compared with the conventional open-graded mixture that failure in 5000 repetition before SFP.
The enhancement that has been shown in the results is due to the denser microstructure of SFP compared with the open-graded mixture. This pavement technology confirms that it is very cost-effective, eco-friendly, and resistant to deformation.