ارزیابی ریزساختاری تاثیر محیط‌های سولفاته بر خواص مکانیکی بتن

Abstract

در محیط‌های سولفاته حملات شمیایی از طریق منافذ بتن موجب تخریب ساختار بتن و کاهش مقاومت سازه می‌شود. دوام سازه‌های بتنی در محیط اسیدی در برابر خوردگی از چالش‌های مهم در زمینه سازه­های بتنی به شمار می‌روند. بررسی ریزساختار بتن این امکان را فراهم می‌کند که با شناخت خلل و فرج و ترکیبات ساختاری بتن در مقیاس میکرو نانو با چگال‌تر شدن، دوام و مقاومت بتن افزایش یابد. بر این اساس هدف این مقاله بررسی ریزساختاری تاثیر دراز مدت و کوتاه مدت شرایط محیطی متفاوت سولفاته بر پارامترهای مقاومتی بتن است. در این مقاله حدود 200 نمونه بتنی مورد ارزیابی قرار گرفته است. نمونه‌ها به مدت 3 ماه در محیط‌های شبیه‌سازی شده با غلظت‌های 1/0%، 25/0% ، 5/0%، 1%، 5/2% ، 5% و 5/7% از اسید سولفوریک نگهداری شده و آزمایش‌های مقاومت فشاری، تغییرات درصد وزنی، 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. نتایج مقاله حاضر نشان می‌دهد که مقاومت نمونه‌های نگهداری شده در محیط سولفاته نسبت به نمونه شاهد وابسته به میزان سولفات است. مقاومت فشاری نمونه‌های نگهداری شده در محیط‌ سولفاته با غلظت 5% اسید سولفوریک بعد از گذشت 28 روز نسبت به نمونه‌های شاهد حدود 63% کاهش یافته است. این کاهش مقاومت فشاری با نتایج آزمایش امواج فراصوت که برای نمونه‌های نگهداری شده در محیط سولفاته با غلظت 5% انجام شد ارتباط معکوس دارد. بطوریکه سرعت امواج در این محیط بعد از گذشت 90 روز با افزایش 27% روبه‌رو است. افزایش سرعت امواج فراصوت در این آزمونه‌‌ها که با کاهش مقاومت و همچنین از دست دادن جرم همراه است ناشی از نابودی ساختارهای مقاومتی تشکیل دهنده بتن از جمله نانوساختار C-S-H و تشکیل اترینگایت در اثر قرارگیری آزمونه ها در معرض سولفات است.