Comparison of physical and mechanical properties of artificial stone made with conditions (existence and lack of vacuum and pressure), resin and different aggregates

Document Type : Original Article

Authors

1 1. PhD student of engineering Geology at ferdowsi University

2 Graduate student of engineering geology at Tarbiat Modares University

3 P{rof. of Engineering geology Tarbiat Modares University

4 4. Associate Professor, Department of Geology, Faculty of Basic Sciences, Tarbiat Modares University

5 Professor, Department of Geology, Faculty of Basic Sciences, Ferdowsi Mashhad University

Abstract

Artificial stone is a mixture of natural aggregate and additives such as industrial gums (resin), cement and other polymer materials. The purpose of this study is to compare the physical and mechanical properties of artificial stones made in different conditions, resins and aggregates. To achieve these goals, synthetic rock samples were made with polyester and vinyl ester resins and granite, lime, silica granules and lime-silica composites, with the existence and lack of vacuum and pressure during the fabrication of artificial stones. To determine the physical and mechanical properties (Brazilian Test, Point Load Test, Uniaxial Compression Test), artificial stones have been tested. Based on experiments, artificial stones made with vacuum and pressure systems have more favorable physical properties and undesirable engineering characteristics than coarse specimens made in completely manual conditions without vacuum and pressure systems. The specimens made with vinyl ester resin have more axial compressive strength than the other specimens and their fracture type is elastic - fracture but the specimens made of polyester resin without paying attention to aggregate type, show the elastic - plastic and creep behevior. Increasing of the resin percentage in artificial stones made of limestone, increases tensile strength but does not have a positive effect on granite. The results show that all the resistive properties of artificial stones are controllable. Also the mixing plan and ratio of mixing percentages are the most important principles in the strength and resistance of the artificial stone and are flexible for any use and taste.

Keywords

References

آزادی، م، خاکزاد، ا، کریمی، م، بهاروند، س،  1389. کاربرد پودرهای کربنات کلسیم ضایعاتی برای ساخت رنگ، نخستین همایش انجمن زمین شناسی اقتصادی ایران، مشهد، دانشگاه فردوسی مشهد.
باباآدم. ن، ارومیه ای. ع، نیکودل. م. 1394. تاثیر خصوصیات زمین شناسی مهندسی سنگ­دانه­های سیلیسی بر ویژگی­های مهندسی سنگ مصنوعی، پایان نامه کارشناسی ارشد دانشگاه تربیت مدرس.
سادات هل اتائی، ف .، جعفرآذری خزینه، ا .، ارومیه­ای، ع .، 1398. بررسی کمی و کیفی اعمال و عدم اعمال خلاء و فشار در تولید سنگ مصنوعی، بیست و دومین همایش انجمن زمین‌شناسی ایران.
پژوهشکده حمل و نقل وزارت راه و ترابری، 1385. تهیه مواد پرکننده روان با استفاده از ضایعات کارخانه­های سنگبری، گزارش مرحله اول، شرکت خاک سنگ سازه.
جعفرآذری خزینه، ا، ارومیه ای، ع، نیکودل، م. ر، 1398. بررسی استحکام و کاربری سنگ­های مصنوعی ساخته شده با رزین­ و مواد افزودنی مختلف،نشریه انجمن زمین شناسی مهندسی ایران
حقیقی، ن، حبیبزاده، ع، پایندهمهر، س، رضایی، م، 1386. بازیافت و استفاده از ضایعات و لجن سنگبریها و معادن استان همدان، اولین همایش سراسری سنگهای ساختمانی و صنایع وابسته، دانشگاه آزاد اسلامی واحد محلات.
حسینی، س،  1394. تولید سنگ مصنوعی و اهمیت آن در معماری ساختمان"، پایان نامه کارشناسی ارشد مهندسی و مدیریت ساخت، طبری بابل.
مصفا، ع، اسفنده، م، 1388. بررسی اثر افزایش اکریلونیتریلبوتادین را بر خواص مکانیکی و مرفولوژیکی رزین پلی­استر، تهران، پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران. نهمین کنگره ملی مهندسی شیمی ایران.
ACI-COMMITTEE-221, (2007). Guide for use of normal weight and heavyweight aggregates in concrete. American concrete institute.
Carvalho, E. A. S., Vilela, N. D. F., Monteiro, S. N., Vieira, C. M. F., & Silva, L. C. D. (2018). Novel artificial ornamental stone developed with quarry waste in epoxy composite. Materials Research, 21.‏
Gomes, M. L. P., Carvalho, E. A., Sobrinho, L. N., Monteiro, S. N., Rodriguez, R. J., & Vieira, C. M. F. (2018). Production and characterization of a novel artificial stone using brick residue and quarry dust in epoxy matrix. Journal of materials research and technology, 7(4), 492-498.
     57–85.
ISRM, 2007. Rock characterization, testing and monitoring. In: Brown, E. T. (Ed), International Society for Rock Mechanics Mechanics Suggested methods.Pergamon Press, Oxford. 211pp.
Hamoush, S., Abu-Lebdeh, T., Picornell, M., & Amer, S. (2011). Development of sustainable engineered stone cladding for toughness, durability, and energy conservation. Construction and Building materials, 25(10), 4006-4016.‏
http://shimiafsoon.com
Merke, G. (2000). Sustainable development in the natural stone industry. Roc Maquina, 6, 56-58.‏
Nichols.S, Horning.G.J,. (1993). Rubber Toughening of Polyesters The Effect of Acid Content. Tech. Conf. Reinf. Plast./Comp. Inst., Soc. Plast. Ind., Session 19-B,
Phillips, K. A. (1989). Industrial minerals in Arizona's paint industry. Arizona Department of Mines and Mineral Resources.
‏‏ Peng, L., & Qin, S. (2018). Mechanical behaviour and microstructure of an artificial stone slab prepared using a SiO2 waste crucible and quartz sand. Construction and Building Materials, 171, 273-280.‏‏
Rajgor, M., & Pitroda, J. (2013). Stone sludge: Economical solution for manufacturing of bricks. International journal of innovative technology and exploring engineering, 2(5), 16-20.
Xie, X. L., Liu, Q. X., Li, R. K. Y., Zhou, X. P., Zhang, Q. X., Yu, Z. Z., & Mai, Y. W. (2004). Rheological and mechanical properties of PVC/CaCO3 nanocomposites prepared by in situ polymerization. Polymer, 45(19), 6665-6673.
Scientific Quarterly Journal of Iranian Association of Engineering Geology
Volume 14, Issue 2
September 2021
Pages 31-42

Files

History

  • Receive Date: 25 December 2019
  • Revise Date: 28 August 2020
  • Accept Date: 20 September 2020

Share

How to cite

Statistics