مطالعه و بررسی آزمایشگاهی تاثیر تزریق پذیری دوغاب سیمان سوپر فاین به همراه نانو سیلیس افزودنی

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه کاشان، دانشکده فنی و مهندسی، گروه مهندسی معدن، ایران، اصفهان، کاشان

2 مشاور صنعتی (دکتری زمین‌شناسی مهندسی)

چکیده

تزریق فرآیندی است که به وسیله آن ماده‌ تزریق به داخل درز و شکاف‌ها و فضاهای متخلخل سنگ‌ها و خاک‌ وارد شده و باعث بهبود ویژگی‌های فیزیکی، مقاومتی و کاهش نفوذپذیری تشکیلات می‌‌شود. در دو دهه گذشته کاربرد نانو ذرات در علوم مهندسی، پزشکی و نظایر آن بسیار قابل ‌توجه بوده است. در سال‌های اخیر افزودن نانو ذرات سیلیس، آهن و نظایر آن به بتن، سیمان و کلیه مصالح ساختمانی به دلیل افزایش راندمان و بهبود پارامترهای مهم و اساسی در این صنعت بسیار رو به رشد بوده است. هدف از انجام این تحقیق، تزریق سیمان سوپر فاین به همراه نانو ذرات سیلیس افزودنی با نسبت‌های W/C مختلف در شرایط فشار تزریق یکسان، به وسیله سیلندر تزریق انجام گرفت. شبیه‌سازی محیط‌های سنگی شکسته، دارای تک درزه و یا یک شکاف به وسیله فیلتر تیغه‌ای با ابعاد 40، 50، 60، 80، 100، 150 و 200 میکرون با سیلندر تزریق در شرایط آزمایشگاهی انجام گرفته است. نتایج حاصل از عملیات تزریق سیمان سوپر فاین به همراه نانو ذرات سیلیس بیانگر این موضوع است که بهترین و موثرترین عملیات تزریق مربوط به نسبت‌های 7/0/1 و 1/1، 1/3، 2/3 W/C: در فیلتر تیغه‌ای است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

An Experimental Study to Examine the Effect of Grouting Superfine Cement Slurry containing Nano-Silica additives in joint with different openings

نویسندگان [English]

  • behnam behnia 1
  • ali alianvari 1
  • Seyed Mohammad Hassan Nazari 2
1 Supervisor
2 Mahab Ghodss consulting Engineer- Senior engineering geologist
چکیده [English]

Injection as a conventional method is used to seal permeable dams and tunnel walls. Faults, joints, and layering surfaces exist as open discontinuities of varying degrees in all rocks. Discontinuities can be completely closed or open, affecting the strength and permeability of the rocks. The injection is the process by which the material is injected into the seams and crevices and porous spaces of rocks and soils, improving physical and strength properties and reducing the permeability of the organization. In the last two decades, the use of nanoparticles in engineering, medical sciences, etc has been very significant. In recent years, the addition of silica nano-particles and iron nano-particles to concrete, cement, and all construction materials has been growing rapidly due to increased efficiency and improvement of important and essential parameters in this industry. The purpose of this study was to analyze by a cylinder under high-pressure superfine cement injection press with additive silica nano-particles with different W/C ratios. Simulation of broken rock environments, single-seam or one-sided, has been performed by laboratory blades with dimensions of 40, 50, 60, 80, 100, 150 and 200 microns in laboratory conditions. The results of super-fine cement injection operations with silica nanoparticles indicate that the best and most effective injection operations are W/C: 3/2, 3/1, 1/0.7 and 1/1 ratios in the blade filter.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Grouting
  • Superfine cement
  • Nano-silica
  • Water and cement mixing ratio
  • Opening of joint
منابع 1. کربلا، م. کتیبه، ه. 1388. «تزریق دوغاب سیمانی در سنگ». مرکز نشر ترآوا.## 2. Alemo J ., 2004 “Injection and sealing of cracks, Report from the Rehabcon project” Vattenfall Utveckling AB, Älvkrleby, Sweden.## 3. Birgisson, B., Mukhopadhyay, A. K., Geary, G., Khan, M., & Sobolev, K. 2012. “Nanotechnology in concrete materials: A synopsis” Transportation Research Circular, (E-C170).## 4. Eriksson, M., Friedrich, M., & Vorschulze, C., 2004. “Variations in the rheology and penetrability of cement-based grouts—an experimental study” Cement and Concrete Research, 34(7), 1111-1119.## 5. Feng, P., Chang, H., Liu, X., Ye, S., Shu, X., & Ran, Q. (2020). “The significance of dispersion of nano-SiO2 on early age hydration of cement pastes” Materials & Design, 186, 108320.## 6. Flores, Y. C., Cordeiro, G. C., Toledo Filho, R. D., & Tavares, L. M. (2017). “Performance of Portland cement pastes containing nano-silica and different types of silica” Construction and Building Materials, 146, 524-530.## 7. Iwaro, J., & Mwasha, A., 2013. “The impact of sustainable building envelope design on building sustainability using Integrated Performance Model” International Journal of Sustainable Built Environment, 2(2), 153-171.## 8. Mohammed, M. H., Pusch, R., & Knutsson, S., 2015. “Study of cement-grout penetration into fractures under static and oscillatory conditions” Tunnelling and Underground Space Technology, 45, 10-19. ## 9. Pachta, V., Stefanidou, M., Konopisi, S., & Papayianni, I., 2014. “Technological evolution of historic structural mortars” Journal of Civil Engineering and Architecture, 8(7). ## 10. Son, H. M., Park, S. M., Jang, J. G., & Lee, H. K., 2018. “Effect of nano-silica on hydration and conversion of calcium aluminate cement” Construction and Building Materials, 169, 819-825.## 11. Xu, S., Xie, N., Cheng, X., Huang, S., Feng, L., Hou, P., & Zhu, Y., 2018. “Environmental resistance of cement concrete modified with low dosage nano particles” Construction and Building Materials, 164, 535-553.## 12. Zutshi, A., & Creed, A., 2015. “An international review of environmental initiatives in the construction sector ” Journal of cleaner production, 98, 92-106.## 13. Zou, L., Håkansson, U., & Cvetkovic, V. (2018). “Two-phase cement grout propagation in homogeneous water-saturated rock fractures” International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 106, 243-249.##