Study of compatible concrete lining for irrigation canals in cold regions

Document Type : Original Article

Authors

1 Agricultural Engineering Research Institute Department, Hamedan Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, AREEO, Hamedan, Iran

2 Associate professor, Agricultural Engineering Research Institute. AREEO. Karaj, Iran

3 Natural Resource Research Department, Hamedan Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, AREEO, Hamedan, Iran

Abstract

Concrete mix-design specifications for concrete lining of irrigation canals in different regions are often considered the same by designers. However, the destructive factors of durability and instability of this structure are not same in different environmental conditions and so separate designs must be presented in different conditions. In this study 9 types of concrete mixes including: 3 grades of cement level, 3 ratios of (W/C) ratios and 3values of AEA were prepared. To determine specifications of durable concrete for irrigation canals in cold regions, various laboratory experiments on fresh and hardened concrete was performed. Cement grades of 325, 350 and 375 kg/m3 of concrete and w/c ratios of 0.4, 0.45 and 0.5, as well as AEA values of 0% (without AEA), 0.01 and 0.03% of cement weight was used. After preparing the concrete mixtures, different experiments on fresh concrete, including determination of slump, total air percentage, density and hardened concrete, including water absorption tests, compressive strength, modulus of elasticity and freezing-thawing cycles were performed up to 300 cycles. Based on the results, among the 9 concrete mixes samples, 3 mixes were durable in frost condition and were compatible with cold regions. These mixtures are as follows: 1- A mixture with a W/C ratio of 0.4, a cement grade of 350 kg/m3 and without AEA, 2- with a W/C ratio of 0.45 and a grade of 350 kg/m3 with 0.03% by weight of cement AEA, and 3- the W/C is 0.45 and the grade of cement is 325 kg/m3 without AEA. It was also found that using 1 to 2 kg/m3 of Concrete super plasticizer, the W/C ratio can be reduced to 0.4 and the concrete lining can be durable without using of AEA.

Keywords

References

بهراملو، ر. 1383. بررسی مسائل و مشکلات فنی و مدیریت بهره‌برداری در کانال­های آبیاری دشت همدان- بهار. موسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی. نشریه شماره 1165/83.
بهراملو، ر. 1386. بررسی علل تخریب بتن در پوشش کانال‌های آبیاری (مطالعه موردی در دشت بهار- همدان) . مجله تحقیقات مهندسی کشاورزی. جلد 8. شماره 3. ص 81-92.
بهراملو، ر. 1391. ارزیابی اثربخشی پوشش بتنی بر کنترل تلفات نشت آب از کانال­های آبیاری در استان همدان. مجله پژوهش آب ایران. سال پنجم. شماره 11.
بهراملو، ر. 1394. بررسی و ارائه شاخص­های جدید از دوام پوشش بتنی در کانال­های آبیاری مناطق سردسیر. پایان­نامه دکتری. گروه  علوم و مهندسی آب دانشکده  کشاورزی دانشگاه بوعلی سینا، همدان. 200 صفحه.
بهراملو، ر. اسدیان، ق. و ناصری، ا. 1399. کاربرد روش غیرمخرب مقاومت الکتریکی چها نقطه­ای ونر در تعیین کیفیت پوشش بتنی کانال­های آبیاری. مجله تحقیقات مهندسی سازه­های آبیری و زهکشی. شماره 80. جلد 21. ص: 81-98.
پیله­ور، م. ع. 1392. ارزیابی دوام یخبندان بتن خود­تراکم. پایان­نامه کارشناسی ارشد. گروه مهندسی عمران دانشکده مهندسی. دانشگاه بوعلی سینا. 192 صفحه.
تدین، م. 1390. ارزیابی دوام بتن. اولین کارگاه فنی بررسی کیفیت بتن سخت شده در پوشش کانال­های آبیاری، روش­ها و استانداردها. سازمان جهاد کشاورزی استان همدان. همدان. صفحه: 5 تا 26.
رمضانیانپور، ع.ا. و شاه­نظری، م.ر. 1368. تکنولوژی بتن در هوای سرد و یخبندان. انتشارات علم وصنعت110.
رمضانیانپور، ع.ا. و شاه­نظری، م.ر. 1390. نویل آدام و جی.جی. بروکس (مولفین). تکنولوژی بتن. انتشارات علم و صنعت 110. 465 صفحه.
رمضانیانپور، ع.ا. و پیدایش، م. 1371. بررسی علل تخریب سازه­های بتنی در بوشهر. مجموعه مقالات کنفرانس بین­المللی بتن. سازمان برنامه و بودجه. دانشگاه تهران. ص: 80-94.
سازمان ملی استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران. 1395. ویژگی‌های سیمان پرتلند (تجدید نظر هشتم). استاندارد ملی ایران. شماره 389.
سازمان برنامه و بودجه. 1383. آئین­نامه بتن ایران. نشریه شماره 120. 436 صفحه.
سیاهی، م.ک.، فرهادی هیکویی، ع.، جعفری، ا.، ناشر، ح.، جعفری، م.ص.، معلمی، م.، دلال زاده، ع.ر.، بابایی، ع.ر.، داسدار، و. و اقبالی، م.1390. ساخت کانال­های آبیاری، محدودیت­ها و راه کارها. نشریه شماره 145.کمیته ملی آبیاری و زهکشی ایران. 260 صفحه.
فامیلی، ه. 1391. ویژگی­های بتن. نویل، آدام (مؤلف). انتشارات علم و صنعت 110. 819 صفحه.
ACI Cmmittee 201. 2001. Guide to Durable Concrete. American Concrete Institute. Farminton. Hills. Mich. 41 pp.
ASTM .2012. Standard Test Method for Compressive Strength of Cylinder Concrete Specimens (ASTM C39/C39M)”. American Society for Testing and Material (ASTM) International: West Conshohocken, PA, USA.
ASTM. 2003. Standard Test Method for Resistance of Concrete to Rapid Freezing and Thawing. ASTM C 666, Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 04-02.
ASTM. 2000. Standard Test Method for Density, Absorption and voids in Hardened Concrete.  ASTM C 642. Annual book of ASTM Standards. Philadelphia. Vol. 04.02. PP: 8
BS 1881.1983. Test in concrete, part 122: Method for Determination of water absorption.   British Standard. London. England.
Kashi, M.G. and Weyers, R.E. 1989. Freezing and Thawing Durability of High Strength Silica Fume Concrete. Structural Materials at Structures. San Francisco, CA, pp. 138-148.
Vegas, I., URRETA, J., Frias, M., and Garcia, R. 2009. Freeze-Thaw resistance of blended cements containing calcined sludge. Construction and Building Materials. 23: 2862-2868.
Iranian Journal of Irrigation & Drainage
Volume 14, Issue 5 - Serial Number 83
January and February 2021
Pages 1762-1771

Files

Share

How to cite

Statistics