Abstract

This thesis paper examines the use of 1% cement replacement with date palm derived biochar and compares it to 1% replacement of biomass. The main aim of this idea is to reduce the carbon emissions from concrete production factories and utilize the abundant waste from date palm plants, which is prevalent in the UAE. Three samples of concrete were used: 1% biochar mix, 1% biomass mix, and a control mix. Mechanical tests, including compressive, tensile, and flexural strengths, were evaluated. Thermal conductivity, chloride penetration, water absorption, and characterization testing by XRD, TGA, SEM, and FTIR were conducted. As for compressive strength, results showed that both additives were lower than the control, with biochar performing better than biomass. In flexural and tensile strength, the biomass sample performed better than biochar. However, biochar was found to be a better performer regarding thermal insulation and chloride resistance, as seen in the FTIR and TGA results. Structure-wise, SEM analysis showed biochar to have a denser matrix than biomass, which exhibited more pores. It is evident that biochar replaced concrete would deem beneficial in applications where durability and thermal stability is needed. This research sheds light on the structure and environmental benefits that could come with utilizing sustainable biochar to replace concrete.

Aysha Yousef Alsaadi, Zayed University

Name of Guide/supervisor

Imen Ben Salem

Year of awarding

2025

Keywords

Cement replacement, biochar, thermal insulation, durability, compressive strength, date palm waste

Arabic Title

تأثير الفحم الحيوي كبديل جزئي للأسمنت على الخصائص الميكانيكية والمتانة والحرارية والبنيوية الدقيقة للخرسانة، مقارنة بالكتلة الحيوية

Arabic Abstract

ت بالفحم الحيوي المشتق من نخيل التمر، ومقارنته 1تهدف هذه األطروحة إلى دراسة استخدام استبدال % من األسمن حيوية. يهدف هذا البحث بشكل رئيسي إلى تقليل انبعاثات الكربون من مصانع 1باستبدال إنتاج الخرسانة % من الكتلة ال واالستفادة من نفايات نخيل التمر الوفيرة المنتشرة في دولة اإلمارات العربية المتحدة. استُخدمت ثالث عينات من يّمت اختبارات ميكانيكية 1 %من الفحم الحيوي، وخليط 1الخرسانة: خليط % من الكتلة الحيوية، وخليط مرجعي. قُ ُجريت اختبارات التوصيل الحراري، واختراق الكلوريد، وامتصاص الماء، شملت مقاومة االنضغاط والشد واالنثناء. أ تقنياتواختبارات التوصيف باستخدام ومجهر حيود االشعة السينية والتحليل الوزني الحراري مسح الكتروني ومطيافية نضغاط، فقد أظهرت النتائج أن كال األشعة تحت الحمراء باستخدام تحويل فورييه. أما بالنسبة لمقاومة اال المضافين كانا أقل من مثيليهما في العينة المرجعية، حيث كان أداء الفحم الحيوي أفضل من الكتلة الحيوية. أما في مقاومة االنثناء والش ُ د، فقد كان أداء عينة الكتلة الحيوية أفضل من الفحم الحيوي. ومع ذلك، وجد أن الفحم الحيوي اءيتمتع بأداء أفضل من حيث العزل الحراري ومقاومة الكلوريد، وهو ما يتضح من نتائج مطيافية األشعة تحت الحمر ظهر تحليل المجهر اإللكتروني الماسح أن الفحم والتحليل الوزني الحراري. باستخدام تحويل فورييه من حيث البنية، أ ي الحيوي يتميز بمصفوفة أكثر كثافة مقارنةً ز بالكتلة الحيوية التي تتميز بمسامات أكبر. من الواضح أن الخرسانة الت استُبدلت بالفحم الحيوي ستكون مفيدة في التطبيقات التي تتطلب المتانة واالستقرار الحراري. يُلقي هذا البحث الضوء ي. علي البنية والفوائد البيئة التي يمكن أن تتحقق من استخدام الخرسانة المستدامة التي استُبدلت بالفحم الحيو

Arabic Keywords

استبدال الأسمنت، الفحم الحيوي، العزل الحراري، المتانة، قوة الضغط، نفايات نخيل التمر

Download

Share

COinS