ارزیابی نفوذ یون کلرید در بتن های الیافی حاوی متاکائولن و پومیس تحت شرایط غوطه وری و جزر و مد

Abstract

در سال‌های اخیر استفاده از الیاف در بتن جهت افزایش فاصله درز اتصال دال‌های بتنی و کاهش ترک در روسازی‌های بتنی و سازه‌های پل متداول شده است. بااین‌حال، رفتار دوام بتن الیافی در برابر نفوذ یون کلرید به‌خصوص در اندازه‌گیری غلظت یون کلرید مقید کمتر مورد مطالعه قرار گرفته است. در این مطالعه 6 طرح مخلوط شامل بتن معمولی (به‌عنوان بتن شاهد) و یک طرح مخلوط از بتن الیافی (بدون پوزولان) حاوی الیاف پلی الفین(kg/m3 4) و پلی‌پروپیلن(kg/m3 8/0) به همراه دو طرح از بتن معمولی و دو طرح از بتن الیافی حاوی پومیس یا متاکائولن (با 15 % جایگزینی سیمان) در نظر گرفته شد. پس از مطالعه خواص مکانیکی نمونه‌های بتنی، عملکرد بتن‌های مذکور در برابر نفوذ یون کلرید به کمک شبیه‌سازی محیط دریایی موردبررسی قرار گرفت. همچنین جهت ارزیابی منافذ موجود در طرح مخلوط‌ها مطالعات ریزساختاری به‌وسیله آزمون میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و آنالیز اسکن توموگرافی کامپیوتری (سی‌تی‌اسکن) انجام شد. نتایج آزمایشات نشان داد که افزودن متاکائولن و پومیس موجب افزایش مقاومت مکانیکی و دوام در برابر نفوذ کلرید در هر دو بتن معمولی و بتن الیافی شده است. براین اساس، مقاومت فشاری پومیس و متاکائولن به نسبت نمونه معمولی 30 % و 15 % افزایش در سن 365 روز نشان داد. همچنین، حداکثر عمق میزان نفوذ یون کلرید آزاد، مقید و کل در بتن الیافی با 15 درصد جایگزینی سیمان با متاکائولن به ترتیب 44%، 40% و 40% کاهش نسبت به نمونه شاهد در شرایط غوطه‌وری داشت و همچنین در شرایط جزر و مد نیز به ترتیب 25%، 25% و 33% درصد کاهش مشاهده شد. بر اساس آنالیز سی‌تی‌اسکن و نتایج SEM در این مطالعه، بتن‌های حاوی پوزولان دارای سطح متخلخل‌تر می‌باشند و نسبت Ca/Si به دلیل رسوب‌زدایی به میزان قابل‌توجهی در آن‌ها کاهش می‌باید که این میزان برای نمونه حاوی متاکائولن 4/0 نشان می‌دهد که به نسبت نمونه کنترلی 1/1 کاهش داشته است. همچنین، نتایج نشان داد که علیرغم تخلخل سطحی در بتن‌های حاوی پوزولان، نسبت Ca/Si و غلظت مایع منفذی نقش اساسی در دوام آن‌ها در برابر نفوذ یون کلرید ایفا می‌کنند.