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在混凝土稳定物价的砖红壤性结节:最先进的和观点

波林Djimonnan*1伊薇特s . Tankpinou琪琪2密度,Gbenonde Milohin2维克多S.Gbaguidi2和穆罕默德Gibigaye2

1应用能量学和力学实验室(眼肌),理工学院Abomey-Calavi (EPAC),大学Abomey-Calavi (UAC),贝宁

2工业科学和技术研究所(Lokossa INSTI),国立大学的科学,技术,工程和数学(UNSTIM)的阿波美,贝宁

*通讯作者:
波林Djimonnan
应用能量学和力学实验室
理工学院Abomey-Calavi(眼肌)
大学Abomey-Calavi (UAC)、贝宁
电话:+ 229 97937559
电子邮件: (电子邮件保护)

收到日期:15/05/2021;接受日期:30/09/2021;发表日期:07/10/2021

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文摘

建设创造了稀缺的指数需要聚合常用的混凝土的成分。砖红壤性砾质是最广泛的材料之一,在热带非洲。克服缺乏共同的骨料,砖红壤性结节被研究的主题,即聚合常用的替换砖红壤性结节的混凝土。结合变量力学特性取决于该地区但为中型结构是可以接受的。事实上,在28天抗压强度主要是大于24 MPa。抗拉强度的变化从2.42到3.40 MPa的用量350公斤/立方米。砖红壤性结节承认高度的水吸收。这个编译就使得人们有可能鉴别研究的几个方面,仍需进一步探索,特别是固有的强度的影响结节和矿物学混凝土机械的优势。关于化学和矿物成分,研究表明铁氧化物的主导地位,氧化铝,石英和高岭石

关键字

骨料、矿物学、抗压强度、抗拉强度、简单的弯曲。

介绍

人口膨胀导致了顺向对基础设施的需求,这在热带非洲导致稀缺或不可用附近的传统常用的聚合物混凝土如轧制碎石或碎岩石。红土是变质岩中红色或棕色的颜色。他们出现在红地球的形式主要是由于氧化铁含量。热带地区的生态和可用,红壤的土壤被广泛用作建筑材料在西非,而光结构结构(1,2]。红土是广泛分布在世界最大洲,特别是在热带地区的非洲,澳大利亚,印度,东南亚和南美洲(图1)。

material-sciences-laterites

图1:世界上分布的红土。

因此,大多数热带非洲国家与红土覆盖在很大程度上(3]。这可能有乱石晶粒大小不等的罚款4]。红壤的床主要是砾石和砖红壤性结节(图2)。可以通过筛选或破碎的红壤的地壳。因此砖红壤性结节,今天最可用的当地材料和潜在的可用的骨料在混凝土的组成针对他们的一些特点。他们使用当地材料将帮助保护环境。因此,替代常用的聚合的砖红壤性结节被关注的研究人员,特别是那些在非洲过去几十年。因此出现的问题找到必要的和完整的信息在这些地方材料的有效利用。的确,知识一方面砖红壤性结节的物理和机械特性,,另一方面,混凝土的特点砖红壤性结节的所有必要的信息结构的设计。同样,砖红壤性结节混凝土的耐久性是非常重要的。一些研究人员因此接近研究在混凝土中使用砖红壤性结节(5- - - - - -6]。以不同的方式与普通的目的导致当地天然材料的增强的栖息地,有强烈的建设性潜力提供土木工程与技术规范利益相关者在砖红壤性结节的行为具体目标是促进当地材料。本文旨在总结通过书目的编制现有研究的结果在砖红壤性结节在非洲。事实上,结节作为建筑材料的使用应该被提升,因为环境问题和迫切需要加强各种研究,定义新的视角,以东方未来的研究在更快的掌握这种材料生产的混凝土。我们的工作方法包括识别的结果不同研究者对砖红壤性结节的关键参数,进行比较并得出结论。

material-sciences-nodules

图2:砖红壤性结节。

Physico-mecanical砖红壤性结节的描述

表1总结获得的值,对于不同的砖红壤性结节,表观密度和真正的密度的几位研究人员4,5,7- - - - - -12]。

表观密度(t / m3) 1.46 1.41 1.40 1.41 1.41 1.32 1.41 1.42 1.38 1.50
实际denisty (t / m3) 2.56 2.58 2.74 2.75 2.78 2.65 2.66 2.66 2.71 2.68

表1。表观密度和实际密度不同的砖红壤性结节。

这两个参数的值的多样性:表观密度(1.38 - 1.50)和真正的密度(2.56 - 2.78)以及它们之间的关系不存在确定性质的影响。的母岩以及状态变更的结节砖红壤性混凝土的力学行为。各种红土混合密度等于2.56,一系列混凝土密度不同的2391和2591公斤/米之间3。从这项研究出现的低密度大骨料可以生成一个高密度的混凝土10]。也集中在红土颗粒的粒度分布和粒度曲线的生成图3(6]。

material-sciences-particle

图3:粒度曲线砖红壤性结节(6]。

不同砖红壤性结节的粒度分布研究[11- - - - - -12]。砖红壤性结节的粒度曲线所示图4一致性和曲率特征所示表2。

material-sciences-curves

图4:粒度曲线砖红壤性结节(11]。

指定 Avagoudo Avlame Kika Tourou Logozohe Hounkpogon
一致性系数(铜) 2.37 1.74 1.94 2.21 2.53 2.02
曲率系数(Cc) 0.96 1.00 0.90 0.93 1.00 1.04

表2。均匀系数和曲率系数不同的结节。

分析不同的曲线显示了颗粒类1.25 -25不同的砖红壤性结节;几乎粒度曲线的叠加,一个紧非常紧密的粒度(铜< 3)(13),根据LPC的分类,所有结节是干净的碎石级配较差(14]。在骨料吸水率的火山起源测定(15]。值分别为13.55%和13.60%为砾石类得到5 - 15和砾石类15 - 25。这些值高的吸水程度相比传统的总量的1%。吸收系数是7.15%,结节为1.07%,玄武岩(6]。具有测试在砖红壤性结节,根据(6]。平均为洛杉矶硬度值为24.9时被发现。表3总结了程度的结节碎片颗粒类(11]。

颗粒类 洛杉矶系数(%)
10/14 48
6.3/10 44
4/6.3 37

表3。总结洛杉矶测试的结果进行的结节。

结果不到50%。因此,砖红壤性结节出现耐药(11]。另一方面,62被发现的硬度为玄武岩(结节和144]。

混凝土机械特性砖红壤性结节

结节混凝土的力学特性是本节组合在一起。作者喜欢5]、[16)进行部分替换,4,11,17- - - - - -18完全使用结节聚集。表4。结果显示抗压、抗拉和抗弯强度(5)在结节混凝土生产替代常见的大骨料25%砖红壤性结节。

替代比例 压缩
(MPa)
拉(MPa) 弯曲(MPa)
7天 28天 60天 28天 28天
25 34.67 43.71 50.73 2.73 3.40
0 38.93 50.62 57.42 3.24 3.89

表4。混凝土机械阻力与部分替换结节在28天

阻力值下降而著称;的值仍然容许。值各自的抗压强度之间的相关性已经推导出钢筋混凝土j/ Rc28;Rt28/ Rc28,射频28/ Rc28。产生的相关性[获得的机械测试的结果5创新和介绍如下表5所示。

替代比例 钢筋混凝土j/ Rc28 Rt28/ Rc28 射频28/ Rc28
7天 60天 28天 28天
25 0.79 1.16 0.06 0.08
0 0.77 1.13 0.06 0.08

表5所示。各种相关值Rcj/ Rc28;Rt28/ Rc28,射频28/ Rc28获得的。

25%的替代大骨料的砖红壤性结节,相关值,在压缩,Rcj / Rc28, 0.79和1.16等于7和60天的年龄。此外,compression-traction之间的相关性值和compressionbending 28天的年龄是0.06和0.08,分别。控制混凝土(替代0%的比例大骨料砖红壤性结节),获得的值,在压缩,Rcj / Rc28, 0.77和1.13等于7和60天的年龄。compression-traction之间的相关性值和compression-flexion 28天的年龄分别为0.06和0.08。它出现于获得的相关性表5所示。普通混凝土的指示值相似的具体的研究。从混凝土的力学特性研究的替代被砖红壤性结节(16],它出现的抗压强度、抗弯强度和混凝土的弹性模量从而形成下降随着时间的推移,砖红壤性结节的体积增加。高达30%的替代生产混凝土能够达到30 MPa的抗压强度。不同断裂应力的混凝土试样前砖红壤性结节的350公斤/米316.64和19.17 MPa之间(11]。的平均年龄在28天抗压强度为16.70 MPa, 72.03%的轧制碎石混凝土的强度。的工作(16]表明,砖红壤性混凝土的弹性模量是17500 MPa,砖红壤性结节周围混凝土承认90%的抗压强度比混凝土压碎砾石。机械测试结果(4更有趣,介绍如下表6所示。

变量 耐压缩(MPa) 牵引阻力(MPa)
7天 28天 7天 28天
玄武岩
(LA = 14)
16.69 24.82 2.03 2.78
砖红壤性结节(LA = 62) 15.73 24.99 1.70 2.42

表6所示。机械优势与砖红壤性结节的混凝土28天。

尽管砖红壤性结节的硬度相对较低,砖红壤性结节混凝土的抗压强度高于玄武岩混凝土相同的条件下。抗压强度比钢筋混凝土j/ Rc28、compressive-tensile强度Rtj/ Rc28和抗拉强度Rtj/ Rt28j = 7天的年龄了。这些机械的科学发现测试结果(4总结如下表7所示。

变量 钢筋混凝土j/ Rc28 Rtj/ Rc28 Rtj/ Rt28
7天 7天 7天
玄武岩(LA = 14) 0.67 0.08 0.73
砖红壤性结节(LA = 62) 0.63 0.07 0.70

表7所示。电阻率钢筋混凝土j/ Rc28,Rtj/ Rc28和Rtj/ Rt28年龄的j = 7天(4]。

各种压力的相关关系(压缩和牵引),钢筋混凝土j/ Rc28,Rtj/ Rc28和Rtj/ Rt28造成普通混凝土,0.67;0.08和0.73 j = 7天的年龄。红壤的混凝土相关结果0.63;0.07和0.70等于7天不同年龄的压力(压缩和牵引),钢筋混凝土j/ Rc28,Rtj/ Rc28和Rtj/ Rt28分别。相关值相似的两种具体类型:常规和砖红壤性(5]。混凝土的强度特性的研究由强烈、适度和稍微变硬的砖红壤性结节显示抗压强度(19岁到42 MPa)的大多数砖红壤性混凝土与观察到的平均强度(45 MPa)混凝土用碎花岗岩作为骨料(18]。

砖红壤性结节混凝土的抗攻击性

砖红壤性结节混凝土的性能在一个积极的环境中测试件的接触硫酸研究[10]。混凝土标本第一个倒在水中和治愈28天前接触硫酸的浓度为2%。体质下降,质量损失和损失的抗压强度参数进行了研究。结果表明,变质过程增加随着酸浸时间的进展。砖红壤性结节的耐久性混凝土部分替换的函数(0 - 50%)碎花岗岩也进行了研究。28天的标本浸在水中之前进行耐久性试验(19]。结果表明,混凝土的抗酸和腐蚀随增加内容的砖红壤性聚合物混凝土。砖红壤性结节的特征参数是在特定的化学成分、矿物成分、物理特性参数和抗碎片。结节的化学成分的知识资本的控制元素可能会影响混凝土的力学行为的砖红壤性结节。测定矿物组分的结节,由扫描电子显微镜(SEM)和x射线衍射(XRD)可以列出不同矿物的结晶阶段。性质以及矿藏的发现不同的研究人员将相比。获得了这些不同的参数值相互比较,也与当前值骨料混凝土的特点一般使用前350公斤/米3。混凝土与结节在积极环境的研究也是一个确定参数,因为它会导致结构的耐久性。

砖红壤性结节的化学和矿物成分

表8所示。总结了Sapouy站点的化学成分在布基纳法索、Kakanda和Kapushi网站的加丹加省位于刚果东南部和Torodi Oullam,说,Fillingue,尼日尔在尼日尔的网站。他们的矿物组成的表9所示。从地质角度来看,肥皂的网站主要包括古元古代地形属于Birimian地下室。古元古代由火山沉积和深成岩带变质的象牙的和深成侵入地层带(7]。Kakanda的网站,Kipushi现在属于前寒武纪结晶基底岩石(花岗岩、片麻岩、片岩)和沉积物Pliopleistocene(主要是桑迪)。这个地区的土壤发现红色和黄色ferralitic,有时与石质土铁质外壳或松散的砂质沉积物上开发8]。Torodi网站已经开发出的砖红壤性存款变质地层(片岩和micashists)。Ouallam的砖红壤性借款和尼日尔网站开发的大陆三号航站楼和Fillingue大陆终端2提供一个类似的结构外观。在大陆的样本终端1 (9]。

网站 SiO2
(%)
艾尔2O3(%) 2O3(%) 分别以
(%)
MnO
(%)

(%)
Na2O
(%)
K2O
(%)
TiO2
(%)
P2O5
(%)
PF
(%)

(%)
Sapouy
(布基纳法索)
56.19 10.10 16.09 0.05 1.68 3.24 2.01 0.07 1.39 - - - - - - 8.14 99.07
Kakanda(刚果) 56.27 16.31 15.29 0.38 0.02 0.08 0.29 1.15 1.10 - - - - - - 8.83 99.72
Kapushi(刚果) 66.34 15.62 8.78 0.53 0.01 0.06 0.59 1.82 1.06 - - - - - - 5.01 99.82
Torodi(尼日尔) 52.63 20.24 14.36 0.08 0.17 0.08 0.03 0.27 1.27 0.12 10.02 99.25
Oullam(尼日尔) 56.46 15.91 17.44 0.04 0.11 0.12 0.05 0.14 1.05 0.11 8.92 100.35
说(尼日尔) 44.40 18.19 15.84 0.03 0.06 <清醒 0.02 0.11 1.17 0.07 9.32 99.21
Fillingue(尼日尔) 53.70 19.65 14.90 0.02 0.10 <清醒 0.02 0.14 1.13 0.08 9.81 99.53
尼日尔(尼日尔) 63.38 17.41 10.08 0.01 0.04 0.04 0.01 0.04 1.23 0.08 7.94 100.25

表8所示。总结化学表征的结节。

网站 石英(%) 高岭石(%) 伊利石(%) 针铁矿(%) 赤铁矿(%) 硅钙石(%) 莫斯科(%) 锐钛矿和金红石(%)
Sapouy
(布基纳法索)
42.00 26.00 - - - - - - 15.00 3.00 6.00 - - - - - - - - - - - -
Kakanda(刚果) 32.90 34.87 11.64 17.02 - - - - - - - - - - - - 2.23 1.10
Kapushi(刚果) 45.70 19.77 16.24 - - - - - - 8.78 - - - - - - 4.93 1.06
Torodi(尼日尔) 50.30 40.60 - - - - - - 3.50 2.70 - - - - - - - - - - - - 1.90
Oullam(尼日尔) 33.60 45.60 - - - - - - 7.80 3.00 - - - - - - - - - - - - 1.60
说(尼日尔) 56.60 58.10 - - - - - - 10.30 3.20 - - - - - - - - - - - - 1.00
Fillingue(尼日尔) 39.90 47.40 - - - - - - 2.60 3.30 - - - - - - - - - - - - 1.20
尼日尔(尼日尔) 14.00 72.50 - - - - - - 5.00 4.50 - - - - - - - - - - - - 1.90

表9所示。摘要结节的矿物学特征。

所有列出的砖红壤性结节的化学成分显示,除了硅氧化物SiO2高浓度的铁氧化物(铁2O3)和铝氧化物(Al2O3)。平均铁2O3网站的内容被认为是14.10%。Ouallam和尼日尔,虽然属于同一地质形成,表现出明显不同的铁2O3内容。平均艾尔2O3网站的内容被认为是16.68%。

高岭石是所有网站的主导和排他的粘土矿物除含有伊利石含量高的加丹加省。这个地区的主要岩石片麻岩,花岗岩和片岩。另一方面,Ouallam和尼日尔从大陆三号航站楼,在矿物成分并不相关。也是如此的Kapushi(刚果)和尼日尔网站在尼日尔,尽管他们也有类似的化学成分。

砖红壤性结节的化学成分显示了一个高SiO内容2,艾尔。2O3和菲2O3。然而,获得的值是高度多样化的即使对网站相同的地质形成。此外,化学成分没有先验确定矿物的性质或水晶阶段可能存在的结节。然而,一旦矿物质是已知的,通过各种程序包括x射线衍射和/或扫描电子显微镜,这将是有趣的学习他们的性质和内容的影响具有结节的特征,一方面,和砖红壤性结节混凝土的特点,另一方面。砖红壤性结节的密度(明显和现实)依赖于几个参数,包括基岩的性质、风化程度、矿物的性质。列出的砖红壤性结节的粒度特征就使得人们有可能鉴别它们干净根据LPC的砾石分选差的分类。因此,砖红壤性结节可以用作混凝土骨料制定规则的艺术。可能的值的吸收系数(7 - 14%)列出的砖红壤性结节相比相对较高的常见总量的1%的平均水平。混凝土配方基于砖红壤性结节必须能够考虑水的吸收系数。洛杉矶(LA)结节鉴别不同的硬度从24到62年的洛杉矶14为玄武岩。 A maximum value of 50 is often recommended for materials intended to be used for making concrete. Attention will be paid to nodules of LA greater than 50. Concretes of lateritic nodules, in partial or total substitution, generally admit good characteristics and, in terms of resistance to rolled gravel concrete, basaltic or granite aggregates are similar. The lateritic gravels, despite their relatively low hardness, have surface characteristics (roughness, absorption coefficient) which make them very good aggregates for common concrete [4]。也证实了这种观察的结果(18)表明,混凝土的强度的砖红壤性结节主要取决于灰骨键,骨料的力学特性只有次要的重要性。然而,重要的是要验证这句话和真正建立灰骨债券的一部分,骨料的力学特性,甚至他们的矿物组分在最后混凝土的特性。砖红壤性结节混凝土受到硫酸溶液表现出更大的机械强度方面的弱点。

结论

砖红壤性土壤普遍存在在热带非洲和由砖红壤性结节插入一个粘土矩阵。砖红壤性结节因此接近材料相比,聚合常用的直到现在。粒度特征允许其作为混凝土骨料。他们被用于部分或全部替代由几个研究人员在实验的基础上。更多的多孔性质,砖红壤性结节吸收大量的水时必须考虑混凝土形成结节。砖红壤性结节的机械强度混凝土与普通混凝土相媲美。为混凝土前350公斤/米3平均抗压强度是24 MPa左右。因此,总体上获得的优势是可以接受的。然而,砖红壤性结节混凝土表现出更多的退化在酸溶液。砖红壤性结节可以取代,根据支护结构的大小,砾石常用。因此需要目标的条件改善这些电阻用于混凝土结构的大小。然而,几个方面的砖红壤性结节混凝土仍有待解决的行为或澄清,特别是影响矿物组分的砖红壤性结节具有特性继续讨论这个话题在后续的研究中,用不同的方式和方法,以促进以证据为基础的实践,提供了机会,全面照顾二项的有效性在怀孕,分娩和产褥期卫生保健、指导行动和程序,这个人口领域,旨在减少新生儿低出生体重的指标。

引用

全球技术峰会