STUDY THE EFFECT OF LOCAL METAKAOLIN ON THE BEHAVIOR OF REINFORCED CONCRETE SLAB EXPERIMENTALLY AND NUMERICALLY

Mahmoud, Gamal S.; Summra, Aymen A.; Hoziefa, Wael F.

doi:10.21608/auej.2023.324265

STUDY THE EFFECT OF LOCAL METAKAOLIN ON THE BEHAVIOR OF REINFORCED CONCRETE SLAB EXPERIMENTALLY AND NUMERICALLY

Document Type : Original Article

Authors

¹ Civil Engineering Department, Higher Institute for Engineering, Madina Academy, Cairo, Egypt

² Civil Engineering Department, Faculty of Engineering, Al-Azhar University, P.O. Box 11884, Cairo Egypt,

³ Mining & Petroleum Engineering Department, Faculty of Engineering, Al-Azhar University, P.O. Box 11884, Cairo, Egypt

10.21608/auej.2023.324265

Abstract

This paper presentsan experimental and numerical investigation of the local metakaolin effect on the behavior of reinforced concrete slabs as a partial substitute for cement in concrete.This was achieved by activating Metakaolin at 700 degrees C.We utilized various contain percentages as (0 –5–10–15–20–25) %,of local metakaolin (MK) at the water-cement ratio of 0.55.We have replaced each amount of the cement with thesame amount of Metakaolin and produced 6 cubes (15cm*15cm*15cm) from each one.These cubes are then utilized for mechanical testing. The samples were subjected to compressive strength, indirect tensile strength, and water sorptivity testing. The mechanical test revealed that the strength of concrete grew from 5% to 15% replacement ,peaked at15%,then subsequently fell below this amount.When the additive Metakaolin (MK) is used in the optimal amount, the test results show that it tends to increase the strength of the concrete mix when compared to standard concrete.the optimum result of the reinforced concrete slab had been applied using the finite element approach as we use these results experimentally (Ansys).

يقدم هذا البحث دراسة تجريبية وعددية لتأثير الميتاكولين المحلي على سلوك البلاطات الخرسانية المسلحة كبديل جزئي للأسمنت في الخرسانة. لقد حصلنا على هذا عن طريق تحفيز مادة الميتاكاولين عند درجة حرارة 700 درجة مئوية. لقد استخدمنا نسب خلط مختلفة مثل (0 - 5 - 10 –15 - 20 –25)٪ ، من الميتاكولين المحلي (MK) بنسبة خلط ماء 0.55. لقد استبدلنا كل كمية من الأسمنت بنفس كمية الميتاكاولين وأنتجنا 6 مكعبات (15 سم * 15 سم * 15 سم) من كل واحدة. ثم يتم استخدام هذه المكعبات للاختبار الميكانيكي. تم خضوع العينات تحت مقاومة الانضغاط وقوة الشد الغير مباشرة واختبار نفاذية المياه . أظهر الاختبار الميكانيكي أن قوة الخرسانة زادت من 5٪ إلى 15٪ من الاستبدال ، وبلغت ذروتها عند 15٪ ، ثم انخفضت بعد ذلك إلى أقل من هذه الكمية. عند استخدام المادة المضافة الميتاكاولين (MK) بالكمية المثلى ، تظهر نتائج الاختبار أنها تميل إلى زيادة قوة خليط الخرسانة مقارنةً بالخرسانة القياسية. كما نقوم بتطبيق النتيجة المثلى للبلاطة الخرسانية المسلحة باستخدام نهج العناصر المحدودة حيث نستخدم هذه النتائج بشكل تجريبي (Ansys) .

Keywords