تاثیر خاک رس کلسینه مینودشت استان گلستان بر نفوذپذیری، دوام و بهبود ریزساختار بتن

Abstract

یکی از راه‌های رایج افزایش عمر بتن استفاده از پوزولان است، برخی از پوزولان‌ها که واکنش پذیری بالاتری نسبت به سیمان معمولی دارند با کاهش منافذ بتن منجر به مقاومت بیشتر و نفوذپذیری کمتر بتن می‌شوند. سازه های ساخته شده با بتن پرتلند معمولی، عموماً دارای عملکرد مناسبی درشرایط سخت محیطی و عوامـل مهـاجم مخرب نیستند، حمله سولفاتی به فرآیند تخریب بتن در اثر انبساط ناشی از واکنش‌های سولفاتی درون بتن گفته می­شود و در دراز مدت باعث کاهش پیوستگی، بروز ترک و ایجاد فروپاشی در ساختار بتن می­شود که یک اثر آن کاهش مقاومت بتن است. افزودن متاکائولین باعث کاهش تخلخل در بتن می‌گردد، در نتیجه بتن‌های حاوی متاکائولین در مقایسه با بتن‌های معمولی نفوذپذیری کمتری دارند. در این تحقیق ازخاک رس کلسینه شده به عنوان پوزولان استفاده شد، ابتدا خاک تا دمای 700 درجه سلسیوس به مدت 3 ساعت حرارت داده شد تا فرایند کلسینه شدن صورت پذیرد سپس خاک رس کلسینه به همراه درصدی از پودر سنگ آهک و میکروسیلیس جایگزین سیمان گشت. هدف از این ترکیب برای مواد سیمانی رسیدن به طرح مخلوطی است که بتن های ساخته شده توسط آن در برابر شرایط محیطی مهاجم و خورنده مقاومت بهتری از بتن های معمولی داشته باشند. برروی نمونه­های عمل‌آوری شده در محلول سولفات سدیم در این تحقیق بلور­های اترینگایت تشکیل شد که در نمونه­های پوزولانی نسبت به نمونه شاهد کمتر بودند. در سنین ابتدایی ضریب جذب مویینه برای نمونه‌های حاوی خاک رس کلسینه از نمونه‌های شاهد بیشتر است اما با افزایش سن نمونه‌ها و کامل تر شدن واکنش‌های پزولانی این تفاوت بسیار کاهش می‌یابد. مقادیر مقاومت الکتریکی نمونه­ها نیز با گذشت زمان و افزایش درصد جایگزینی پوزولان افزایش پیدا کرد. همچنین در تمامی آزمایش‌های انجام شده افزودن میکروسیلیس باعث پر شدن فضا‌های خالی درون بتن شده و همچنین واکنش پذیری سریع‌تر میکروسیلیس در مدت زمان کوتاه‌تر ژل سیلیکاتی بیشتری نسبت به پوزولان خاک رس تولید کرده و باعث متراکم‌تر شدن بتن می‌شود. در این تحقیق از 10طرح مخلوط در 2 نسبت آب به مواد سیمانی 35/0 و 4/0 استفاده شد. در هر نسبت از خاک رس در درصد‌های 10 و 20 درصد، پودر سنگ آهک به ترتیب در درصد‌های 30 و 20 درصد و میکروسیلیس نیز به همراه ترکیب خاک ‌و ‌آهک در 7 درصد وزنی به عنوان مواد پودری جایگزین سیمان شد. جهت بررسی خواص خاک تهیه شده اطمینان از آمورف بودن ذرات خاک و حضور ترکیبات پوزولانی بر روی آن آزمایش XRD انجام گرفت، همچنین برای بررسی و تحلیل دوام بتن از آزمایش‌های مقاومت سولفاتی، جذب مویینه و مقاومت الکتریکی بر روی نمونه­های مکعبی 10 سانتی در سن 28 و90 روزه استفاده شد. در این تحقیق طرح‌های شامل 20 درصد رس کلسینه، 20 درصد آهک و 7 درصد میکروسیلیس دارای بهترین عملکرد در طرح‌های پوزولانی هستند و به عنوان طرح‌های بهینه پزولانی معرفی می‌گردند.