Effect of Incorporation of Rice Husk Ash Instead of Cement on the Performance of Steel Fibers Reinforced Concrete
- 1. Prince Sattam Bin Abdulaziz University
Description
The production of rice is significant worldwide; the husk produced is generally used as a combustible material for the preparation of paddies, delivering energy through direct combustion as well as by gasifying. Annually, 7.4 million tons of Rice Husk Ash (RHA) is produced and poses an incredible danger to the environment, harming the land and the encompassing zone where it is unloaded. In the transformation of rice husk to ash, the ignition cycle eliminates the natural products, leaving silica-rich remains. These silica-rich remains have proven to have potential to be utilized in concrete as a limited substitution of cement to enhance the concrete compressive strength. Steel fibers' incorporation increases the concrete tensile strength, balances out concrete samples, and changes their brittle behavior to a more ductile response. In the current study, the influence of various doses of Rice Husk Ash (RHA) used in concrete in the presence and absence of steel fibers and concrete performance has been examined. A total of nine mixes have been designed: one was a control, four were without steel fibers containing only RHA, and the last four mixed RHA with steel fibers from 0.5 to 2%. Tests with 5, 10, 15, and 20% percentages of RHA replacing the concrete have been targeted. Results have been compared with the reference samples and the reasonability of adding Rice Husk Ash to concrete has been studied. From the results, it was noted that about 10% of cement might be replaced with Rice Husk Ash mixed in with steel fibers with almost equal compressive strength. Replacing more than 15% of cement with RHA will produce concrete with a low performance in terms of strength and durability.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
إنتاج الأرز مهم في جميع أنحاء العالم ؛ يستخدم القشر المنتج عمومًا كمادة قابلة للاحتراق لإعداد الحقول، مما يوفر الطاقة من خلال الاحتراق المباشر وكذلك عن طريق التغويز. سنويًا، يتم إنتاج 7.4 مليون طن من رماد قشر الأرز (RHA) ويشكل خطرًا لا يصدق على البيئة، مما يضر بالأرض والمنطقة المحيطة بها حيث يتم تفريغها. في تحويل قشر الأرز إلى رماد، تقضي دورة الاشتعال على المنتجات الطبيعية، تاركة بقايا غنية بالسيليكا. وقد أثبتت هذه البقايا الغنية بالسيليكا إمكانية استخدامها في الخرسانة كبديل محدود للأسمنت لتعزيز مقاومة انضغاط الخرسانة. يزيد دمج الألياف الفولاذية من قوة الشد الخرسانية، ويوازن العينات الخرسانية، ويغير سلوكها الهش إلى استجابة أكثر مرونة. في الدراسة الحالية، تم فحص تأثير جرعات مختلفة من رماد قشر الأرز (RHA) المستخدم في الخرسانة في وجود وغياب الألياف الفولاذية والأداء الخرساني. تم تصميم ما مجموعه تسعة خلطات: واحدة كانت عبارة عن عنصر تحكم، وأربعة كانت بدون ألياف فولاذية تحتوي على RHA فقط، والأربعة الأخيرة مختلطة RHA مع ألياف فولاذية من 0.5 إلى 2 ٪. تم استهداف الاختبارات بنسب 5 و 10 و 15 و 20 ٪ من RHA لتحل محل الخرسانة. تمت مقارنة النتائج بالعينات المرجعية وتمت دراسة مدى معقولية إضافة رماد قشر الأرز إلى الخرسانة. من النتائج، لوحظ أنه يمكن استبدال حوالي 10 ٪ من الأسمنت برماد قشر الأرز الممزوج بألياف فولاذية ذات مقاومة انضغاط متساوية تقريبًا. سيؤدي استبدال أكثر من 15 ٪ من الأسمنت بـ RHA إلى إنتاج خرسانة ذات أداء منخفض من حيث القوة والمتانة.Translated Description (French)
La production de riz est importante dans le monde entier ; l'enveloppe produite est généralement utilisée comme matériau combustible pour la préparation des rizières, fournissant de l'énergie par combustion directe ainsi que par gazéification. Chaque année, 7,4 millions de tonnes de cendres de riz (RHA) sont produites et représentent un danger incroyable pour l'environnement, nuisant à la terre et à la zone englobante où elles sont déchargées. Dans la transformation de l'enveloppe de riz en cendres, le cycle d'inflammation élimine les produits naturels, laissant des restes riches en silice. Ces restes riches en silice se sont avérés avoir le potentiel d'être utilisés dans le béton en tant que substitution limitée du ciment pour améliorer la résistance à la compression du béton. L'incorporation de fibres d'acier augmente la résistance à la traction du béton, équilibre les échantillons de béton et modifie leur comportement fragile en une réponse plus ductile. Dans la présente étude, l'influence de diverses doses de Rice Husk Ash (RHA) utilisées dans le béton en présence et en l'absence de fibres d'acier et de performance du béton a été examinée. Au total, neuf mélanges ont été conçus : l'un était un témoin, quatre étaient sans fibres d'acier contenant uniquement du RHA et les quatre derniers mélangeaient du RHA avec des fibres d'acier de 0,5 à 2 %. Les essais avec des pourcentages de 5, 10, 15 et 20 % de RHA remplaçant le béton ont été ciblés. Les résultats ont été comparés aux échantillons de référence et le caractère raisonnable de l'ajout de cendres de riz au béton a été étudié. D'après les résultats, il a été noté qu'environ 10 % du ciment pourrait être remplacé par de la cendre de riz mélangée à des fibres d'acier avec une résistance à la compression presque égale. Le remplacement de plus de 15 % du ciment par du RHA produira un béton peu performant en termes de résistance et de durabilité.Translated Description (Spanish)
La producción de arroz es significativa en todo el mundo; la cáscara producida se utiliza generalmente como material combustible para la preparación de arrozales, suministrando energía a través de la combustión directa y la gasificación. Anualmente, se producen 7,4 millones de toneladas de Ceniza de Cáscara de Arroz (RHA) y representa un peligro increíble para el medio ambiente, dañando la tierra y la zona circundante donde se descarga. En la transformación de la cáscara de arroz en ceniza, el ciclo de ignición elimina los productos naturales, dejando restos ricos en sílice. Estos restos ricos en sílice han demostrado tener potencial para ser utilizados en hormigón como una sustitución limitada de cemento para mejorar la resistencia a la compresión del hormigón. La incorporación de fibras de acero aumenta la resistencia a la tracción del concreto, equilibra las muestras de concreto y cambia su comportamiento frágil a una respuesta más dúctil. En el estudio actual, se ha examinado la influencia de varias dosis de ceniza de cáscara de arroz (RHA) utilizadas en el hormigón en presencia y ausencia de fibras de acero y el rendimiento del hormigón. Se han diseñado un total de nueve mezclas: una era un control, cuatro eran sin fibras de acero que contenían solo RHA y las últimas cuatro mezclas de RHA con fibras de acero del 0,5 al 2%. Se han seleccionado pruebas con porcentajes de 5, 10, 15 y 20% de RHA que reemplazan el concreto. Los resultados se han comparado con las muestras de referencia y se ha estudiado la razonabilidad de añadir ceniza de cáscara de arroz al hormigón. A partir de los resultados, se observó que alrededor del 10% del cemento podría reemplazarse con ceniza de cáscara de arroz mezclada con fibras de acero con una resistencia a la compresión casi igual. Reemplazar más del 15% del cemento con RHA producirá concreto con un bajo rendimiento en términos de resistencia y durabilidad.Files
pdf.pdf
Files
(472.1 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:8a7b12325620fd8a439b72464a9421fa
|
472.1 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تأثير دمج رماد قشر الأرز بدلاً من الأسمنت على أداء الخرسانة المسلحة بالألياف الفولاذية
- Translated title (French)
- Effet de l'incorporation de cendres de riz au lieu de ciment sur la performance du béton armé de fibres d'acier
- Translated title (Spanish)
- Efecto de la incorporación de ceniza de cáscara de arroz en lugar de cemento en el rendimiento del hormigón reforzado con fibras de acero
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3176344377
- DOI
- 10.3389/fmats.2021.665625
References
- https://openalex.org/W1965062854
- https://openalex.org/W1973246271
- https://openalex.org/W1982123623
- https://openalex.org/W1986127407
- https://openalex.org/W1986813256
- https://openalex.org/W2000539472
- https://openalex.org/W2016556004
- https://openalex.org/W2019375207
- https://openalex.org/W2029762110
- https://openalex.org/W2037885615
- https://openalex.org/W2049912350
- https://openalex.org/W2055881764
- https://openalex.org/W2059068468
- https://openalex.org/W2070380707
- https://openalex.org/W2076814011
- https://openalex.org/W2088833175
- https://openalex.org/W2093201013
- https://openalex.org/W2118198935
- https://openalex.org/W2897135056
- https://openalex.org/W3094237345
- https://openalex.org/W3120071559