g Holi Zadeh

7/29/2019 g Holi Zadeh

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T r a n s a c t i o n A : C i v i l E n g i n e e r i n g

V o l . 1 7 , N o . 1 , p p . 7 4 { 7 9

c

S h a r i f U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y , F e b r u a r y 2 0 1 0

R e s e a r c h N o t e

I m p r o v i n g M e c h a n i c a l P r o p e r t i e s o f H i g h

S t r e n g t h C o n c r e t e b y M a g n e t i c W a t e r T e c h n o l o g y

H . A f s h i n

1

, M . G h o l i z a d e h

2;

a n d N . K h o r s h i d i

3

A b s t r a c t . T h e m o s t i m p o r t a n t c h a l l e n g e f o r c o n c r e t e t e c h n o l o g i s t s i s t o i m p r o v e t h e p r o p e r t i e s o f

c o n c r e t e . I n t h e l a s t t w o d e c a d e s , i n R u s s i a a n d C h i n a , a n e w t e c h n o l o g y , c a l l e d m a g n e t i c w a t e r

t e c h n o l o g y , h a s b e e n u s e d i n t h e c o n c r e t e i n d u s t r y . I n t h i s t e c h n o l o g y , b y p a s s i n g w a t e r t h r o u g h a m a g n e t i c

e l d , s o m e o f i t s p h y s i c a l p r o p e r t i e s c h a n g e a n d , a s a r e s u l t o f s u c h c h a n g e s , t h e n u m b e r o f m o l e c u l e s

i n t h e w a t e r c l u s t e r d e c r e a s e f r o m 1 3 t o 5 o r 6 , w h i c h c a u s e s a d e c r e a s e i n t h e w a t e r s u r f a c e t e n s i o n .

U s i n g m a g n e t i z e d w a t e r i n c o n c r e t e m i x t u r e s c a u s e s a n i m p r o v e m e n t i n t h e w o r k a b i l i t y a n d c o m p r e s s i v e

s t r e n g t h o f c o n c r e t e . A l s o , t h i s p r o c e s s e d w a t e r c a u s e s a r e d u c t i o n i n t h e c e m e n t c o n t e n t r e q u i r e d f o r t h e

s p e c i e d c o m p r e s s i v e s t r e n g t h v a l u e . I n t h i s r e s e a r c h , i n t h e c o n c r e t e l a b o r a t o r y o f S a h a n d U n i v e r s i t y o f

T e c h n o l o g y , t h e e e c t s o f m a g n e t i c w a t e r o n s o m e m e c h a n i c a l p r o p e r t i e s o f h i g h s t r e n g t h c o n c r e t e , s u c h a s

w o r k a b i l i t y a n d c o m p r e s s i v e s t r e n g t h , h a v e b e e n s t u d i e d . F o r t h e p r o d u c t i o n o f m a g n e t i c w a t e r , a m a g n e t i c

t r e a t m e n t d e v i c e ( m a d e i n G e r m a n y ) h a s b e e n u s e d . T h i s d e v i c e m o s t l y i s u s e d f o r t h e s o f t e n i n g o f w a t e r

a n d , f o r t h e r s t t i m e i n t h i s r e s e a r c h , i t h a s b e e n u s e d b y t h e a u t h o r s f o r t h e p r o d u c t i o n o f c o n c r e t e .

T h e r e s u l t s o f t e s t s s h o w e d t h a t , i n m o s t c a s e s , c o n c r e t e m a d e w i t h m a g n e t i c w a t e r ( m a g n e t i c c o n c r e t e ) ,

h a s h i g h e r s l u m p v a l u e s t h a n t h o s e o f c o n t r o l c o n c r e t e ( u p t o 4 5 % ) . A l s o i n s o m e c a s e s , t h e c o m p r e s s i v e

s t r e n g t h o f t h e m a g n e t i c c o n c r e t e s a m p l e s w a s h i g h e r t h a n t h a t o f t h e c o n t r o l c o n c r e t e s a m p l e s ( u p t o

1 8 % ) . A l s o , i n s o m e c a s e s , w i t h t h e s a m e s l u m p a n d c o m p r e s s i v e s t r e n g t h , c e m e n t c o n t e n t c a n b e r e d u c e d

b y 2 8 % i n t h e c a s e o f m a g n e t i c c o n c r e t e .

K e y w o r d s : H i g h s t r e n g t h c o n c r e t e ; M a g n e t i c w a t e r ; C o m p r e s s i v e s t r e n g t h ; S l u m p ; C l e a n c o n c r e t e .

I N T R O D U C T I O N

T h e i n i t i a l r e s e a r c h a n d s c i e n t i c t e s t i n g r e g a r d i n g

t h e a p p l i c a t i o n o f a m a g n e t i c e l d t o c o n c r e t e m a n -

u f a c t u r i n g w e r e c o m m e n c e d i n R u s s i a i n 1 9 6 2 f o r

m i l i t a r y c o n s t r u c t i o n s s u c h a s a i r p o r t s a n d j e t t i e s . T h i s

r e s e a r c h w a s c o n t i n u e d s t e p b y s t e p i n o t h e r i n s t i t u t e s ,

s u c h a s t h e V N L L J e l e z o b e t o n R e s e a r c h a n d S c i e n t i c

I n s t i t u t e i n R u s s i a , a n d s o m e p o s i t i v e r e s u l t s w e r e

f o u n d i n t h i s r e g a r d .

M a g n e t i c d e v i c e s i n c l u d e o n e o r m o r e p e r m a n e n t

m a g n e t s , w h i c h i n d u c e c h a n g e s a n d e e c t s o n i o n s a n d

1 . D e p a r t m e n t o f C i v i l E n g i n e e r i n g , S a h a n d U n i v e r s i t y o f T e c h -

n o l o g y , T a b r i z , P . O . B o x 5 1 3 3 5 - 1 9 9 6 , I r a n .

2 . D e p a r t m e n t o f C h e m i s t r y , S a b z e v a r T a r b i a t M o a l l e m U n i v e r -

s i t y , S a b z e v a r , P . O . B o x 1 6 1 , I r a n .

3 . T a m a v a n C o n s u l t i n g E n g i n e e r s , P . O . B o x 5 1 3 3 5 - 1 9 9 6 , I r a n .

* . C o r r e s p o n d i n g a u t h o r . E - m a i l : m g h o l i z a d e h @ s t t u . a c . i r

R e c e i v e d 3 F e b r u a r y 2 0 0 8 ; r e c e i v e d i n r e v i s e d f o r m 1 6 M a y 2 0 0 9 ;

a c c e p t e d 1 3 O c t o b e r 2 0 0 9

w a t e r m o l e c u l e c l u s t e r s p a s s i n g t h r o u g h i t s m a g n e t i c

e l d . A m a g n e t i c e l d h a s a c o n s i d e r a b l e e e c t o n

c l u s t e r s o f w a t e r m o l e c u l e s a n d c a u s e s t h e d e c r e a s e

o f s u c h a m a s s f r o m 1 3 m o l e c u l e s t o 5 o r 6 m o l e c u l e s

( F i g u r e 1 ) .

S u c h a d e c r e a s e o f m o l e c u l e s c a u s e s m o r e p a r t i c -

i p a t i o n o f w a t e r m o l e c u l e s i n t h e c e m e n t h y d r a t i o n

r e a c t i o n [ 1 - 3 ] . A l s o , w h e n w a t e r i s m i x e d w i t h c e m e n t ,

c e m e n t p a r t i c l e s a r e s u r r o u n d e d b y w a t e r m o l e c u l e

F i g u r e 1 . E e c t o f a m a g n e t i c d e v i c e w i t h p e r m a n e n t

m a g n e t o n i o n s p a s s i n g t h r o u g h i t s m a g n e t i c e l d .


2/6

M e c h a n i c a l P r o p e r t i e s o f H i g h S t r e n g t h C o n c r e t e 7 5

c l u s t e r s . I n t h e c a s e o f m a g n e t i c w a t e r i n w h i c h

t h e c l u s t e r s h a v e a s m a l l e r s i z e a n d l o w e r d e n s i t y ,

t h e t h i c k n e s s o f t h e w a t e r l a y e r a r o u n d t h e c e m e n t

p a r t i c l e i s t h i n n e r t h a n i n t h e c a s e o f n o r m a l w a t e r .

T h i s f a c t r e s u l t s i n a d e c r e a s e i n w a t e r d e m a n d f o r

c o n c r e t e m i x i n g a n d , s u b s e q u e n t l y , i n r e d u c i n g t h e

W / C r a t i o , w h i c h h a s p o s i t i v e e e c t s o n h a r d e n e d

c o n c r e t e p r o p e r t i e s , s u c h a s s t r e n g t h , d u r a b i l i t y e t c . [ 4 -

7 ] .

E X P E R I M E N T A L D E S I G N

S e v e r a l t e s t s o n H P C s a m p l e s , s u c h a s s l u m p a n d

c o m p r e s s i v e s t r e n g t h t e s t s , w e r e u n d e r t a k e n i n t h e

c o n c r e t e l a b o r a t o r y o f S a h a n d U n i v e r s i t y [ 8 ] .

M a t e r i a l s a n d I n s t r u m e n t s

M a t e r i a l s s u c h a s a g g r e g a t e s , s i l i c a f u m e , s u p e r p l a s t i -

c i z e r , w a t e r a n d c e m e n t w e r e u s e d f o r t e s t s . A g g r e g a t e s

w e r e p r e p a r e d f r o m m i n e s a r o u n d T a b r i z c i t y ( T a b l e 1 ) .

T a b l e 1 . S p e c i c a t i o n s o f c o a r s e a n d n e a g g r e g a t e s u s e d

f o r t e s t s .

A g g r e g a t e

T y p e

M a x i m u m D i a m e t e r

( m m )

S p e c i c G r a v i t y

( k g / m

3

)

C o a r s e 1 9 2 8 0 5

F i n e 4 2 4 6 0

C e m e n t t y p e 2 ( T a b l e 2 ) w a s u s e d a n d s i l i c a f u m e

w a s p r e p a r e d f r o m t h e A z n a m i n e o f L o r e s t a n s t a t e

( T a b l e 3 ) . M e l a m i n e L i g n o s o l p h o n a t e s u p e r p l a s t i c i z e r

w a s a l s o u s e d .

F o r m a g n e t i z a t i o n o f w a t e r , e q u i p m e n t m a d e i n

G e r m a n y ( g e n e r a l l y u s e d f o r t r e a t m e n t o f w a t e r ) w a s

u s e d f o r t h e r s t t i m e i n t h e p r o d u c t i o n o f c o n c r e t e .

A l s o , a p u m p w a s u s e d f o r t h e c i r c u l a t i o n o f w a t e r

i n t h e m a g n e t i z e r . T h e w a t e r o w v a l u e w a s 2 . 2 6

l i t e r / m i n a n d t h e w a t e r c i r c u l a t i o n t i m e i n t h e d e v i c e

w a s e q u a l t o 1 5 m i n u t e s .

M i x t u r e : P r o p o r t i o n i n g o f S a m p l e s

T o s t u d y t h e e e c t s o f c e m e n t c o n t e n t , w / c r a t i o ,

s u p e r p l a s t i c i z e r p e r c e n t a n d a g e o f s a m p l e s , 2 1 m i x

d e s i g n s w e r e p e r f o r m e d . 3 5 0 , 4 0 0 a n d 4 5 0 k g o f c e m e n t

c o n t e n t ; 0 . 3 5 , 0 . 4 , 0 . 4 5 a n d 0 . 5 w / c r a t i o s ; 1 , 2 a n d 3 %

s u p e r p l a s t i c i z e r a n d 1 0 % s i l i c a f u m e w e r e u s e d .

T w o t y p e s o f w a t e r , n o r m a l a n d m a g n e t i c , w e r e

u s e d f o r t h e p r o d u c t i o n o f c o n c r e t e s a m p l e s .

E x p e r i m e n t a l M e t h o d s

P r o d u c e d m a g n e t i c w a t e r w a s u s e d f o r t h e c o n c r e t e

m i x i n g . A f t e r m i x i n g t h e c o n c r e t e f o r t w o m i n u t e s , a

s l u m p t e s t ( a c c o r d i n g t o A S T M C - 1 4 3 - 9 0 a ) w a s u n -

d e r t a k e n o n t h e c o n c r e t e m i x t u r e . T h e n , t h e p r o d u c e d

c o n c r e t e w a s p o u r e d i n t o 1 0 1 0 1 0 c m

3

m o u l d s a n d ,

T a b l e 2 . S p e c i c a t i o n s o f c e m e n t u s e d f o r t e s t s .

C e m e n t

C o m b i n a t i o n s

P e r c e n t i n

C e m e n t

C e m e n t

C o m b i n a t i o n s

P e r c e n t i n

C e m e n t

N a

2

O 0 . 2 8 % S i O

2

2 1 . 9 7 %

K

2

O 0 . 9 5 % A l

2

O

3

4 . 6 2 %

C

3

S 5 0 . 6 8 % F e

2

O

3

3 . 5 5 %

C

2

S 2 4 . 7 6 % C a O 6 4 . 5 6 %

C

3

A 6 . 2 4 % M g O 2 . 3 3 %

C

4

A F 1 0 . 8 0 % S O

3

1 . 6 5 %

L . O . I 1

T a b l e 3 . S p e c i c a t i o n s o f s i l i c a f u m e .

N a m e A z n a - L o r e s t a n

S t r u c t u r e

N o n - c r y s t a l l i z e d ( a m o r p h o u s )

P a r t i c l e S h a p e C o n i c

A p p r o x i m a t e D i a m e t e r M i c r o n 1 . 0

S p e c i c S u r f a c e A r e a A p p r o x i m a t e 2 0 m

2

C o l o r B r i g h t g r a y t u r n i n g t o w h i t e


3/6

7 6 H . A f s h i n , M . G h o l i z a d e h a n d N . K h o r s h i d i

F i g u r e 2 . T h e s l u m p v a l u e s o f m a g n e t i z e d a n d n o n - m a g n e t i z e d c o n c r e t e s a m p l e s .

a f t e r c u r i n g , c o m p r e s s i v e s t r e n g t h t e s t s w e r e d o n e o n

t h e c o n c r e t e c u b e s .

R E S U L T S A N D D I S C U S S I O N

E e c t o n S l u m p

F i g u r e 2 s h o w s t h e s l u m p v a l u e s o f t h e m a g n e t i z e d

a n d n o n - m a g n e t i z e d c o n c r e t e s a m p l e s . A s s h o w n , t h e

s l u m p v a l u e s o f t h e m a g n e t i z e d c o n c r e t e w e r e h i g h e r

t h a n t h o s e o f n o n - m a g n e t i z e d c o n c r e t e . F i g u r e s 3 t o

5 s h o w t h e s l u m p v a r i a t i o n s i n t h e c o n c r e t e s a m p l e s

w i t h v a r i o u s c e m e n t c o n t e n t . I t c a n b e c o n c l u d e d

t h a t t h e e e c t o f t h e m a g n e t i c e l d w i l l i n c r e a s e a t

h i g h e r c e m e n t c o n t e n t , w / c r a t i o a n d s u p e r p l a s t i c i z e r

p e r c e n t , a n d t h e s l u m p o f t h e s a m p l e s w i l l i m p r o v e .

T h e r e a s o n f o r t h i s p h e n o m e n o n c a n b e e x p l a i n e d a s

f o l l o w s .

I n m i x t u r e s w i t h h i g h e r c e m e n t c o n t e n t , w e a l s o

n e e d m o r e w a t e r f o r s u r r o u n d i n g t h e c e m e n t p a r t i c i -

p a t e s a n d , f a c e d w i t h t h e l o w g a t h e r i n g o f m o l e c u l e s

i n m a g n e t i c w a t e r a n d , i n t h i s r e g a r d , i n t h e c a s e o f

m a g n e t i c w a t e r , w e n e e d t o l o w e r t h e w a t e r v o l u m e

f o r t h e s u r r o u n d i n g c e m e n t p a r t i c l e s a n d , a s a r e s u l t ,

a h i g h r a t e o f w a t e r s h a l l b e a p p l i c a b l e f o r m o r e

e c i e n c y .

S u b j e c t t o m o r e l u b r i c a t i o n o f t h e m a g n e t i c c o n -

c r e t e m i x t u r e s w i t h a r a t e o f w a t e r h i g h e r t h a n t h e

a m o u n t o f c e m e n t , i t s h o u l d b e m e n t i o n e d t h a t a n

e e c t i v e p a r t o f t h e m a g n e t i c e l d i n t h e c o n c r e t e

F i g u r e 3 . S l u m p v a r i a t i o n s i n c o n c r e t e s a m p l e s w i t h

3 5 0 k g c e m e n t c o n t e n t .

m i x t u r e i s c h a n g e d t o m i x e d w a t e r a n d , f o r a s l o n g

a s t h e h i g h e r r a t e o f t h i s w a t e r i n t h e c o n c r e t e m i x t u r e

e x i s t s , i t s e e c t a l s o s h a l l b e h i g h e r . I t i s o b s e r v e d

t h a t i n m i x t u r e s w i t h h i g h e r w a t e r t o c e m e n t r a t i o s ,

t h e e e c t o f t h e m a g n e t i c e l d i s h i g h e r t o i m p r o v e t h e

m i x t u r e e c i e n c y .

B u t , s u b j e c t t o t h e e e c t o f t h e s u p e r p l a s t i c i z e r ,

d u e t o t h e e e c t o f m a g n e t i c w a t e r o n t h e p r o p e r t i e s


4/6






o f c o n c r e t e , w e c a n s a y t h a t t h e s u p e r l u b r i c a n t

h a s a n e e c t o n t h e e l e c t r i c a l l o a n o f t h e c e m e n t

p a r t i c l e s a n d i s t h e c a u s e f o r t h e i r s e p a r a t i o n f r o m

e a c h o t h e r , f a c i l i t a t i n g i t s m o v e m e n t . M a g n e t i c w a t e r

p a r t i c l e s a l s o , d u e t o l o a d i n g , a i d t h e w o r k o f t h e

l u b r i c a t o r a n d , o n t h e w h o l e , w e c a n s a y t h a t m a g n e t i c

w a t e r p a r t i c l e s a n d a s u p e r l u b r i c a n t h a v e a s p e c i a l

e e c t o n c e m e n t p a r t i c l e s , p r e v e n t i t s c o m p r e s s i n g

a n d , d u e t o s e p a r a t i o n , m a y c a u s e b e t t e r l u b r i c a -

t i o n .

E e c t o n C o m p r e s s i v e S t r e n g t h

V a l u e s o f t h e c o m p r e s s i v e s t r e n g t h a t 2 8 d a y s a n d

t h e v a r i a t i o n p e r c e n t a g e o f m a g n e t i c c o n c r e t e s t r e n g t h

i n c o m p a r i s o n w i t h n o n - m a g n e t i c c o n c r e t e , w e r e p r e -

s e n t e d i n T a b l e 4 . I n t h e 2 8 - d a y s a m p l e , w e o b s e r v e d

a n i n c r e a s e o f c o m p r e s s i v e s t r e n g t h i n t h e 4 0 0 a n d 4 5 0

c e m e n t c o n t e n t . A t a n a g e o f 9 0 d a y s , t h e s t r e n g t h

v a l u e s o f m a g n e t i c c o n c r e t e a r e h i g h e r t h a n t h a t o f

o r d i n a r y c o n c r e t e ( T a b l e 4 ) .

E e c t o f M a g n e t i c S u p e r p l a s t i z e r

T h e o p e r a t i o n o f t h e s u p e r p l a s t i c i z e r i s a s f o l l o w s .

T h e s e m o l e c u l e s h a v e t w o p o s i t i v e a n d n e g a t i v e p a r t s .

I n t h e c o n c r e t e c o m b i n a t i o n , t h e p o s i t i v e p a r t s h a l l

b e l o a d e d o n t o t h e c e m e n t p a r t i c l e s a n d s u r r o u n d i t .

T h i s c h a n g e s t h e e l e c t r i c a l c h a r g e s o n t h e s u r f a c e o f

c e m e n t p a r t i c l e s i n t o n e g a t i v e a n d r e s u l t s i n s e p a r a t i o n

a n d d i s p e r s i o n o f c e m e n t p a r t i c l e s f r o m e a c h o t h e r ;

a n d n a l l y c a u s e s a b e t t e r l u b r i c a t i n g o f t h e c o n c r e t e .

W h e n t h e s u p e r p l a s t i c i z e r a n d w a t e r p a s s f r o m t h e

m a g n e t i c p r o c e s s i n g u n i t , t h e m a g n e t i c e l d r a t e s p a s s

f r o m t h e e l e c t r o n p a i r o f o x y g e n a t o m s a n d c a u s e a

l a y e r w i t h 8 e l e c t r o n s t o s u r r o u n d t h e s u p e r s t r u c t u r e

m o l e c u l e s , i . e . f r e e e l e c t r o n p a r t s l l i n t h e p o s i t i v e

p a r t o f t h e s u p e r p l a s t i c i z e r b y b i n d i n g w i t h t h e w a t e r

m o l e c u l e s . F i l l i n g o r n e u t r a l i z i n g t h e p o s i t i v e p a r t

o f t h e s u p e r p l a s t i c i z e r p r e v e n t s t h e c o l l e c t i o n a n d

a b s o r p t i o n o f t h e s e m o l e c u l e s a n d , a s a r e s u l t , c a u s e s

l o w e r o p e r a t i o n , i n c o m p a r i s o n w i t h c o n c r e t e t h a t h a s

b e e n p r e p a r e d w i t h a n o n - m a g n e t i c s u p e r p l a s t i c i z e r

a n d m a g n e t i c w a t e r .

T h e r e s u l t o f l u b r i c a t i n g a n d p r e s s u r e s t r e n g t h o f

c o n c r e t e s a m p l e s w i t h m a g n e t i c S P s h o w s t h a t c o n c r e t e

w i t h m a g n e t i c S P h a s a n a p p l i c a t i o n o p e r a t i o n o f

n o n - m a g n e t i c S P c o n c r e t e w i t h o u t S P a n d c o n c r e t e

w i t h o u t S P . T h e r e a s o n f o r t h i s i s a d e c r e a s e o f t h e

m a g n e t i c e l d o n t h e w a t e r d u e t o t h e a v a i l a b i l i t y o f

a s u p e r p l a s t i c i z e r . I n t h i s c a s e , t h e s u p e r p l a s t i c i z e r

a b s o r b s t h e s o l u t i o n o f t h e m a g n e t i c e l d a n d , a s a

r e s u l t , c a u s e s a d e c r e a s e i n t h e m a g n e t i c e l d o f t h e

w a t e r m o l e c u l e s .

S a v i n g o f C e m e n t C o n s u m p t i o n

S u p p o s e t h a t w e w i s h t o p r o d u c e c o n c r e t e w i t h a x e d

a m o u n t o f p l a s t i c i z e r a n d p r e s s u r e s t r e n g t h a n d , i n t h i s

r e g a r d , o e r a m i x t u r e ( c o m b i n a t i o n ) p l a n . B e c a u s e

o f t h e h i g h e r r a t e o f l u b r i c a t i o n a n d p r e s s u r e s t r e n g t h

o f m a g n e t i c c o n c r e t e i n c o m p a r i s o n w i t h n o n - m a g n e t i c

c o n c r e t e , w e u s e t h i s p l a n t o i n c r e a s e t h e l u b r i c a t i n g

a n d h i g h p r e s s u r e o p e r a t i o n a n d w e c a n p r e s e n t a n o t h e r

p l a n t h a t h a s a l o w e r n e n e s s o f c e m e n t a n d d i e r e n t

c h a r a c t e r i s t i c s f r o m g u r e s p r e s e n t e d i n t h e i n i t i a l p l a n .

T a b l e 5 i s a c o m p a r i s o n b e t w e e n m a g n e t i c a n d


5/6

7 8 H . A f s h i n , M . G h o l i z a d e h a n d N . K h o r s h i d i

T a b l e 4 . V a l u e s o f c o m p r e s s i v e s t r e n g t h a t 2 8 d a y s a n d v a r i a t i o n p e r c e n t a g e .

N o . M i x D e s i g n

B

( k g )

W = B

S : P = B

( % )

N o n - M a g n e t i c

( k g / c m

2

)

M a g n e t i c

( k g / c m

2

)

V a r i a t i o n

P e r c e n t a g e ( % )

1 N 1 1 3 M 1 1 3 3 5 0 0 . 4 5 1 6 7 2 . 3 6 2 3 - 7 . 3

2 N 1 1 4 M 1 1 4 3 5 0 0 . 5 1 5 9 4 6 0 4 . 5 1 . 8

3 N 1 2 3 M 1 2 3 3 5 0 0 . 4 5 2 6 6 7 . 7 6 0 3 . 3 - 9 . 6

4 N 1 2 4 M 1 2 4 3 5 0 0 . 5 2 5 8 3 . 3 5 1 1 . 3 - 1 2 . 3

5 N 1 3 3 M 1 3 3 3 5 0 0 . 4 5 3 6 5 0 . 7 6 1 5 - 5 . 5

6 N 1 3 4 M 1 3 4 3 5 0 0 . 5 3 6 0 6 5 5 7 - 8

7 N 2 1 1 M 2 1 1 4 0 0 0 . 3 5 1 6 3 1 . 7 6 0 8 . 5 - 3 . 6

8 N 2 1 2 M 2 1 2 4 0 0 0 . 4 1 6 4 9 6 9 0 6 . 3

9 N 2 1 3 M 2 1 3 4 0 0 0 . 4 5 1 6 2 1 . 7 6 0 1 - 3 . 3

1 0 N 2 2 1 M 2 2 1 4 0 0 0 . 3 5 2 6 5 8 . 3 7 3 5 . 7 1 1 . 8

1 1 N 2 2 2 M 2 2 2 4 0 0 0 . 4 2 7 2 2 . 5 6 6 5 - 8

1 2 N 2 2 3 M 2 2 3 4 0 0 0 . 4 5 2 5 5 1 . 7 6 0 7 . 7 1 0 . 2

1 3 N 2 3 1 M 2 3 1 4 0 0 0 . 3 5 3 7 0 6 . 7 7 8 6 1 1 . 2

1 4 N 2 3 2 M 2 3 2 4 0 0 0 . 4 3 6 5 9 . 3 7 4 7 1 3 . 3

1 5 N 2 3 3 M 2 3 3 4 0 0 0 . 4 5 3 5 8 7 . 3 6 7 1 . 5 1 4 . 3

1 6 N 3 1 1 M 3 1 1 4 5 0 0 . 3 5 1 6 7 5 7 0 8 . 3 4 . 9

1 7 N 3 1 2 M 3 1 2 4 5 0 0 . 4 1 5 6 6 . 3 7 4 4 3 1 . 4

1 8 N 3 2 1 M 3 2 1 4 5 0 0 . 3 5 2 6 8 8 8 1 7 1 8 . 8

1 9 N 3 2 2 M 3 2 2 4 5 0 0 . 4 2 5 7 6 7 7 3 3 4 . 2

2 0 N 3 3 1 M 3 3 1 4 5 0 0 . 3 5 3 7 2 2 6 6 2 - 8 . 3

2 1 N 3 3 2 M 3 3 2 4 5 0 0 . 4 3 6 2 6 . 7 7 2 1 . 7 1 5 . 2

T a b l e 5 . C o m p a r i s o n b e t w e e n s p e c i c a t i o n s o f m a g n e t i c a n d n o n - m a g n e t i c c o n c r e t e s .

n o n - m a g n e t i c c o n c r e t e a n d i t i s u n d e r s t o o d t h a t , i n a

n u m b e r o f c a s e s , w e c a n s a v e a p p r o x i m a t e l y 5 0 k g o f

c e m e n t i n e a c h c u b i c m e t e r o f c o n c r e t e . I n s o m e c a s e s ,

s u c h a s a v i n g w i l l a t t a i n 1 0 0 k g p e r c u b i c m e t e r .

C O N C L U S I O N

1 . I t c a n b e s a i d t h a t , a p p r o x i m a t e l y , i n a l l t h e p l a n s ,

t h e r a t e o f l u b r i c a t i o n o f m a g n e t i c c o n c r e t e i n

c o m p a r i s o n w i t h o r d i n a r y c o n c r e t e i s h i g h e r .

2 . W i t h a n i n c r e a s e d n e n e s s o f c e m e n t , i t s l u b r i c a t i n g

i s a l s o i n c r e a s e d . A l s o , m a g n e t i c w a t e r , i n t h e

p r e s e n c e o f a p l a s t i c i z e r , s h o w s b e t t e r o p e r a t i o n .

3 . T h e p r e s s u r e s t r e n g t h o f t h e m a g n e t i c c o n c r e t e

s a m p l e s a t n e n e s s e s o f 4 0 0 a n d 4 5 0 i s h i g h e r t h a n

t h a t o f o r d i n a r y c o n c r e t e .

4 . I n t h e c a s e o f a d d i n g a s u p e r p l a s t i c i z e r t o w a t e r ,

p a s s i n g t h e s o l u t i o n t h r o u g h t h e m a g n e t i c u n i t

a n d b e n e t i n g f r o m t h e n a l s o l u t i o n t o p r o d u c e

c o n c r e t e , t h e p l a s t i c i z e r o f t h e p r o d u c e d s a m p l e s i s

l o w e r t h a n t h a t o f n o n - m a g n e t i c c o n c r e t e .

5 . T h e p r e s s u r e s t r e n g t h o f c o n c r e t e p r o d u c e d w i t h


6/6


a s u p e r p l a s t i c i z e r i s h i g h e r t h a n t h a t o f o r d i n a r y

c o n c r e t e a n d l o w e r t h a n t h a t o f m a g n e t i c c o n c r e t e .

6 . I n t h e c a s e o f u s i n g m a g n e t i c w a t e r i n s t e a d o f

o r d i n a r y w a t e r t o p r o d u c e c o n c r e t e , a c o n s i d e r a b l e

a m o u n t o f s a v i n g w i l l o c c u r i n t h e r a t e o f c o n s u m e d

c e m e n t .

A C K N O W L E D G M E N T

W e a r e g r a t e f u l t o S a h a n d U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y o f

T a b r i z a n d S a b z e v a r T a r b i a t M o a l l e m U n i v e r s i t y f o r

n a n c i a l s u p p o r t o f t h i s w o r k .

R E F E R E N C E S

1 . G a b r i e l l i , C . , J a o u h a r i , R . , M a u r i n , G . a n d K e d d a m ,

M . \ M a g n e t i c w a t e r t r e a t m e n t f o r s c a l e p r e v e n t i o n " ,

W a t . R e s . , 3 5 ( 1 3 ) , p p . 3 2 4 8 - 3 2 5 9 ( 2 0 0 1 ) .

2 . K r o n e n b e r g , K . J . \ E x p e r i m e n t a l e v i d e n c e f o r e e c t s

o f m a g n e t i c e l d s o n m o v i n g w a t e r " , J . o f T r a n s . O n

M a g . , 2 1 ( 5 ) , p . 2 0 5 9 ( 1 9 8 5 ) .

3 . A l - Q a h t a n i , H . \ E e c t o f m a g n e t i c t r e a t m e n t o n g u l f

s e a w a t e r " , D e s a l i n a t i o n , 1 0 7 , p p . 7 5 - 8 1 ( 1 9 9 6 ) .

4 . Y u a n b a o , Z . e t a l . \ P h y s i c a l a n d c h e m i c a l p r o p e r t i e s

o f m a g n e t i z e d w a t e r " , J o u r n a l o f H u n a n U n i v e r s i t y ,

2 6 ( 1 ) , p . 2 9 0 ( 1 9 9 0 ) .

5 . E s h a g h i , Z . a n d G h o l i z a d e h , M . \ T h e e e c t o f m a g -

n e t i c e l d o n t h e s t a b i l i t y o f ( 1 8 - c r o w n - 6 ) c o m p l e x e s

w i t h p o t a s s i u m i o n " , T a l a n t a , 6 5 ( 2 ) , p . 5 5 8 ( 2 0 0 4 ) .

6 . N a n S u , Y e o n g - H w a . W u a n d C h u n g - Y o M a r \ E e c t

o f m a g n e t i c w a t e r o n t h e e n g i n e e r i n g p r o p e r t i e s o f

c o n c r e t e c o n t a i n i n g g r a n u l a t e d b l a s t f u r n a c e s l a g " , J .

o f C e m e n t a n d C o n c r e t e R e s e a r c h , 3 0 , p p . 5 9 9 - 6 0 5

( 2 0 0 0 ) .

7 . N a n S u a n d C h e a - F a n g W u \ E e c t o f m a g n e t i c e l d

t r e a t e d w a t e r o n m o r t a r a n d c o n c r e t e c o n t a i n i n g y

a s h " , J . o f C e m e n t a n d C o n c r e t e C o m p o s i t e s , 2 5 , p .

2 6 9 ( 2 0 0 3 ) .

8 . I w a s a k a , M . a n d U e n o , S . \ S t r u c t u r e o f w a t e r

m o l e c u l e s u n d e r 1 4 T m a g n e t i c e l d " , J o u r n a l o f A p -

p l i e d P h y s i c s , 8 3 ( 1 1 ) , p . 5 6 0 ( 1 9 9 8 ) .

g Holi Zadeh

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