مطالعه تاثیر فعال کننده قلیایی بر خصوصیات استاتیکی و دینامیکی ملات های ژئوپلیمری حاوی فراک و الیاف

مقالات آماده انتشار

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• سید حسین قاسم زاده موسوی نژاد ¹
• امیر حسین وارسته ²

¹ هیات علمی گروه عمران دانشکده فنی دانشگاه گیلان

² دانشجوی کارشناسی ارشد عمران دانشگاه گیلان

10.22067/jfcei.2025.88923.1312

چکیده

سیمان یکی از پرمصرف‌ترین مصالح ساختمانی در جهان است. فرایند تولید این ماده آلاینده بوده و موجب انتشار گاز دی اکسید کربن در هوا می‌شود. علاوه بر تولید دی اکسید کربن، فرایند تولید سیمان سالانه میلیون‌ها تن گرد و غبار کوره سیمان را تولید می‌کند که موجب خطرات بهداشتی تنفسی و آلودگی می‌شود. فراک، یک ترکیب نوآورانه مبتنی بر آهن، جایگزینی بدون کربن برای سیمان است که از پسماندهای صنعتی برای یک مصالح ساختمانی چندمنظوره استفاده می‌کند. بر این اساس در پژوهش حاضر، به تأثیر فعال‌کننده قلیایی بر خصوصیات استاتیکی و دینامیکی ملات‌های ژئوپلیمری حاوی فراک و الیاف پلی‌پروپیلن پرداخته شد. متغیرهای این پژوهش شامل دو نسبت محلول به ماده پایه (0.4 و 0.5)، دو نسبت سیلیکات به هیدروکسید سدیم (1.5 و 2)، درصدهای مختلف جایگزینی فراک (5، 8، 12 و 15 درصد) و الیاف پلی‌پروپیلن (0.1، 0.2، 0.3، 0.5 درصد) در سه گام بود. نتایج نشان داد که عمل‌آوری در محیط نسبت به آب عملکرد بهتری دارد. نمونه‌های حاوی 8 درصد فراک و 0.1 درصد الیاف بهترین عملکرد را نشان دادند. مقاومت فشاری نمونه‌ها پس از 28 روز به (MPa 75.2) رسید و مقاومت خمشی (MPa 5.52) ثبت شد. همچنین، در آزمایش مقاومت الکتریکی مقدار (kohm.cm 144.6) به‌عنوان بیشترین مقاومت الکتریکی ثبت گردید. استفاده از الیاف حتی در مقادیر کم، مقاومت ضربه‌ای را به‌طور قابل‌توجهی افزایش داد و در بهترین حالت، افزایش 57 درصدی مشاهده شد. این نتایج نشان می‌دهد که استفاده از فراک و الیاف پلی‌پروپیلن راهکاری مؤثر برای بهبود خواص مکانیکی و زیست‌محیطی ملات‌های ساختمانی است.

کلیدواژه‌ها

• فعال کننده قلیایی
• فراک
• سیمان سبز
• ژئوپلیمر
• الیاف

---

عنوان مقاله [English]

Effect of alkaline activator on static and dynamic properties of geopolymer mortars containing ferrock and fibers

نویسندگان [English]

• Seyed Hosein Ghasemzadeh Mousavinejad ¹
• Amir Hosein Varasteh ²

¹ Civil Engineering, Engineering Faculty member, university of Guilan

² civil engineering master student at university of Guilan

چکیده [English]

Cement is one of the most widely used construction materials in the world. Its production process is highly polluting and leads to the release of carbon dioxide (CO₂) into the atmosphere. In addition to CO₂ emissions, cement production generates millions of tons of kiln dust annually, causing respiratory health risks and environmental pollution. Ferrock, an innovative iron-based compound, is a carbon-free alternative to cement that utilizes industrial waste for a versatile construction material. Accordingly, this study investigated the effect of alkaline activators on the static and dynamic properties of geopolymer mortars containing ferrock and polypropylene fibers. The variables in this study included two liquid-to-binder ratios (0.4 and 0.5), two sodium silicate-to-sodium hydroxide ratios (1.5 and 2), various replacement percentages of ferrock (5%, 8%, 12%, and 15%), and polypropylene fibers (0.1%, 0.2%, 0.3%, and 0.5%) across three steps. The results showed that curing in ambient conditions performed better than water curing. Samples containing 8% ferrock and 0.1% fibers exhibited the best performance. The compressive strength of the samples after 28 days reached 75.2 MPa, and the flexural strength was recorded at 5.52 MPa. Furthermore, in the electrical resistivity test, a maximum value of 144.6 kΩ•cm was observed. The inclusion of fibers, even in small amounts, significantly improved impact resistance, with a maximum increase of 57% being observed. These findings demonstrate that the use of ferrock and polypropylene fibers is an effective strategy for enhancing the mechanical and environmental properties of construction mortars.

کلیدواژه‌ها [English]

• alkaline activator
• ferrock
• green cement
• geopolymer
• fibers