ارزیابی ریزساختاری تاثیر محیط‌های سولفاته بر خواص مکانیکی بتن ژئوپلیمری

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، دانشکده فنی، دانشگاه هرمزگان

2 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی عمران، دانشگاه آزاد اسلامی واحد بندرعباس

چکیده

زمینه و هدف: بتن ژئوپلیمری ماده نوینی در صنعت ساخت و ساز با عملکرد و کارایی مطلوب است. از سوی دیگر بتن ژئوپلیمری دارای خصوصیات مکانیکی و دوامی مناسبی در برابر حملات شمیایی است. تغییرات ریزساختاری بر خواص مکانیکی بتن ژئوپلیمری در محیط‌های سولفاته می‌تواند به شدت تاثیر گذار باشد. بر این اساس هدف این مقاله بررسی ریز ساختاری تاثیر شرایط محیطی سولفاته بر خواص مکانیکی بتن ژئوپلیمری است.
روش بررسی: در این راستا برای ساخت بتن ژئوپلیمری بر پایه سرباره کوره آهنگدازی و محلول هیدروکسید سدیم با غلظت 10 مولار و سیلیکات سدیم به عنوان مواد فعال‌ساز استفاده شده است. در این تحقیق 200 نمونه به مدت 3 ماه به صورت مستغرق در دمای محیط در آب و محلول‌های نگهدارنده با غلظت‌های 1/0، 25/0، 5/0، 1، 5/2، 5 و 5/7 درصد از اسیدسولفوریک عمل‌آوری شده است. آزمایش‌های مقاومت فشاری، امواج فراصوت و بررسی تغییرات pH محیط نگهدارنده در سنین 1، 3، 7، 14، 28 و90 روز بر روی آزمونه‌ها انجام شد. همچنین برای بررسی ریزساختاری از آزمایش‌ تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) استفاده شده است.
بحث و نتیجه گیری: نتایج مقاله حاضر نشان می‌دهد که مقاومت نمونه‌های نگهداری شده در محیط سولفاته با غلظت 5/7 درصد اسید سولفوریک بعد از گذشت 90 روز حدود 45% کاهش یافته است. در واقع حمله اسید سولفوریک به نمونه منجر به جداسازی شبکه آلومیناسیلیکات موجود در ساختار ژئوپلیمر و تشکیل ساختار زئولیت می‌شود که در نتیجه با کاهش مقاومت فشاری و از دست دادن جرم و همچنین کاهش سرعت امواج فراصوت همراه است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Microstructural Assessment of the Effect of Sulfate Environments on the Mechanical Properties of GeopolymerConcrete

نویسندگان [English]

  • mohammad amiri 1
  • parisa tanideh 2
1 Assistant Professor, University of Hormozgan, Faculty of Engineering, Bandar Abbas, Iran
2 Master Student, Islamic Azad University of Bandar Abbas, Faculty of Engineering
چکیده [English]

Background and Objective: Geopolymer concrete is a new material in the construction industry with optimal performance and efficiency. On the other hand, geopolymer concrete has mechanical characteristics and durability against chemical attacks. Microstructural changes on the mechanical properties of geopolymer concrete in sulfate environments can be strongly affected. Accordingly the present study is a microstructrul analysis of the influence of sulfate environmental condition on the mechanical propertiese of geopolymer concrete.
Materials and Methods: In this regard, for the production of geopolymer concrete-based slurry, a sodium bicarbonate solution with sodium concentration of 10 M and sodium silicate as activating material have been used. This study evaluated about 200 concrete samples. The samples were preserved for 3 months in simulated environments with 0.1%, 0.25%, 0.5%, 1%, 2.5%, 5% and 7.5% sulfuric acid concentrations. Compressive strength, weight percentage, ultrasonic wave, permeability and pH change tests were then performed after 1, 3, 7, 14, 28 and 90 days on all the samples in the preserving environment.
Result and discussion: The results indicate that the strength of samples preserved in the sulfate environment compared to the control sample depended on the amount of sulfate. After 90 days, the compressive strength of samples preserved in the 7.5% concentration sulfuric acid sulfate environment was reduced by about 45% compared to control samples. This reduction in compressive strength is inversely related to the results from the ultrasonic test of samples preserved in the 7.5% percent concentration sulfate environment.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Geopolymer Concrete
  • Microstructural
  • C-S-H
  • Compressive Strength
  • SEM