تولید سبکدانه از شیل و مقایسه مشخصات آن با سبکدانه‌های تولیدی در ایران

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری زمین­شناسی مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد

2 استادیار،‌ گروه زمین‌شناسی مهندسی دانشکده علوم پایه دانشگاه تربیت مدرس nikudelm@yahoo.com

چکیده

از سبکدانه­ها به منظور کاهش وزن، عایق­کاری حرارتی و صوتی، ساخت فرآورده­های سبک مانند انواع بتن­های ­سبک، ملاتها و اندودها، فرآورده­های قیری و خاک کشاورزی استفاده می‌شود. با توجه به فروان بودن سازندهای شیلی در زونهای مختلف ساختاری ایران و از طرف دیگر ارزشمند بودن منابع خاک رس مورد نیاز برای تولید سبکدانه‌ها از لحاظ زیست محیطی و کشاورزی، شیل‌ها جایگزین مناسبی برای تولید این مصالح­اند. در این مقاله آنالیزهای شیمیایی بر روی شیل‌ها  و مارن­های استان فارس انجام گرفت، سپس با توجه به مطالعات صورت گرفته شیل‌های آرژیلیتی بکت و نورآباد برای حرارت­دهی و تولید سبکدانه‌ها مناسب تشخیص داده شد. سپس برخی خصوصات، فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی نمونه­های حرارت داده شده و ویژگی­های اولیه سبکدانه­های تولیدی مورد بررسی قرار گرفت و با سبکدانه­های تولیدی حال حاضر در ایران مقایسه شد. نتایج نشان داد که سبکدانه­های شیل منبسط­شده تولیدی وزن مخصوص کمتر، درصد جذب آب، ارزش فشاری و ضربه­ای بیشتری از لیکا و لیاپور دارند و از لحاظ دانه­بندی و pH  هر سه سبکدانه در یک محدوده قرار دارند. با توجه به نتایج بدست آمده، شیل منبسط­شده تولید شده سبکتر از نمونه­های تولیدی در ایران است اما مقاومت کمتری از آنها دارد و می­توان از آن به عنوان پرکننده، ساخت عایق­های حرارتی و ساختن بتن برای دیوارهای جداکننده و غیرباربر استفاده کرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Producing lightweight aggregate from shale and comparison of their characteristics with lightweight aggregates which is produced in Iran

نویسندگان [English]

  • Mohammad Kazem Amiri 1
  • Mohammadreza Nikudel 2
1     Ph.D Student, Fedowsi University of Mashhad
2 Assistant professor, Department of Engineering Geology, Tarbiat Modares University, nikudelm@modares.ac.ir
چکیده [English]

Lightweight aggregates are being used to reduce weight for making light products such as light concrete, mortar and lined, thermal and acoustic insulation, mortar and lined, bitumen productsand agricultural soil. Shaly formation is abundant in different structural zones of Iran, on the other hand, clay resources needed for producing lightweight aggregates are valuable to environmentally and agriculturaly, and hence shales are good alternative materials for production of lightweight materials. In this paper, chemical analysis on shaley and marly formation in Fars province was carried out. Then, according to these studiesBeckat argillous and Noorabad shale were recognized suitable for production of lightweight materials. In next step some physical, chemical and mechanical properties of lightweight aggregate were determined and compared with lightweight aggregates which were produced in Iran. Results showed that manufactured expanded lightweight aggregates have lower specific gravity and higher water absorption, pressure and impact value than Lica and Liapor. From aspects of grain size analysis and pH, all three types of lightweight aggregates were similar. According to the results,produced expanded shale is lighter than other lightweight aggregates which are produced in Iran. But it has lower strength than Leca and Liapor, so it can be used as bacfill, construction of insulation and lightweight aggregate for discriminant and non-load-bearing walls

کلیدواژه‌ها [English]

  • Expanded Shale
  • Riley Theory
  • heating
  • LECA
  • Liapor
  • physical and mechanical properties

آقانباتی، ع.، 1383. زمین‌شناسی ایران. انتشارات سازمان زمین‌شناسی کشور، 707 ص.

تهرانی، ف،1377،راهنمای جامع لیکا: دانه­های رس منبسط شده و فرآورده­های آن.شرکت لیکا،تهران، 143ص.

شکرچی­زاده،م؛امدادی،ا؛لیبر،ن.ع؛1387. بتن سبکدانه، فناوری وکاربردها. موسسه انتشارات و چاپ دانشگاه تهران، 115 ص.

موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران، 1385. دفتر امرو تدوین استاندارد، فهرست استاندارهای ساختمان، مصالح ساختمانی و مواد معدنی، استاندارد 1162، 17 ص.

AASHTO, Designation T 88, 2000, Particle size analysis of soils.

AASHTO The Voice of Transportation. T0 27. (2006)

Al-Ajeel, A, Muslim, W., Joodi, M., 2011. Bloating characteristic of low grade Ca-Montmorillonite claystone and the effective of some additive. Iraqi Bulletin of Geology and Mining, 7(2): 57-67.

ASTM C29 / C29M-16, 2016, Standard Test Method for Bulk Density (“Unit Weight”) and Voids in Aggregate, ASTM International, West Conshohocken, PA, www.astm.org

ASTM C136 / C136M-14, Standard Test Method for Sieve Analysis of Fine and Coarse Aggregates, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2014, www.astm.org

ASTM C136 / C136M-14, 2014. Standard Test Method for Sieve Analysis of Fine and Coarse Aggregates. ASTM International, West Conshohocken, PA, www.astm.org.

ASTM D1293-12, 2012. Standard Test Methods for pH of Water. ASTM International, West Conshohocken, PA, www.astm.org.

ASTM D3906-03), 2013. Standard Test Method for Determination of Relative X-ray Diffraction Intensities of Faujasite-Type Zeolite-Containing Materials, ASTM International, West Conshohocken, PA, www.astm.org.

ASTM D5381-93, 2014, Standard Guide for X-Ray Fluorescence (XRF) Spectroscopy of Pigments and Extenders, ASTM International, West Conshohocken, PA, www.astm.org.

British Standards Institution, 2000. Tests for Mechanical and Physical Properties of Aggregates: Part 6 Determination of Particle Density and Water Absorption. British Standards Institution.

BS 812-112, 1990, esting aggregates. Method for determination of aggregate impact value (AIV).

Burdett, J.K., Price, G.L., Price, G.L., 1982. Role of the crystal-field theory in determining the structures of spinels. Journal of American Chemical Society, 104: 92–95.    

Buyle-Bodin , F., Madhkhan, M., 2002. Performance and modelling of steel fiber reinforced piles under seismic loading.Engineering Structures, 24: 1049-1056.       

Chandra, S., Berntsson, L., 2002. Lightweight Aggregate Concrete: Science, Technalogy and                                     Applications. First ed., Noyes Puplications, New York, 250p.              

Clarke, J.L., 1993. Structural Lightweight Aggregate. First ed., Blackie Academic, Professional, Londen. 

El-Hady, A., 1990, Analictical and Mechanical Investigation of Lightweight Expanded Clay Aggregate for Utilizationin Concrete. Master of science thesis, Ain shams University, Cairo, 114p.  

Haydn, H., Smith, M., 1958. Lightweight Aggregate Potentialities of Some Indiana Shale. Indiana Department of Conservation Geologival Survey, Report of Progress, 12.

ESCSI, 2011 . Expanded Shale, Clay and Slate Inistitute. Document 7600, available at www.escsi.org. 

Medri, V., Papa, E., Mazzocchi, M., Laghi, L., Morganti, M., Francisconi, J., Landi, E., 2015. Production and characterization of lightweight vermiculite/ geopolymer-based panels. Materials and Design, 85: 266–274.

Nehdi, M., Duquette, J., Damatty, E.L., 2003. Performance of rice husk ash produced using a new technology as mineral admixtures in concrete. Cement and Concrete Research, 33: 1203-1210.

Ouchi, M., Hibino, M., Okamura, H. 1996. Effect of super plasticizer on self-compact ability of fresh concrete, Journal of Transportation Research Board, 1574: 37- 40.

Ozawa, K., Maekawa, K., Okamura, H., 1996. Self-Compacting high performance concrete , Collected Papers (University of Tokyo: Department of Civil Engineering), 34: 135-149.

Ozguven, A., Gunduz, L., 2012 .Examination of effective parameters for the  production of expanded clay aggregate. Cement & Concrete Composites, 34(28): 781-787.    

Riley, C.M., 1951. Relation of chemical properties to the bloating of clays. Minnesota Geological Survey, Summary Report , Minnesota, 5: 121–28.

   Sabtan,  A.A., 2005. Geotechnical properties of expansive clay shale in Tabuk, Saudi Arabia. Journal of Asian Earth Sciences, 25: 747–757.        

 UNE-EN 1097-6, 2000. Test for mechanical and physical properties of aggregates, Part 6:   determination of particle density and water absorption.

Volland, S., Brötz, J., 2015. Lightweight aggregates produced from sand sludge and zeolitic rocks.  Construction and Building Materials, 85: 22–29.