بررسی ریزساختار بتن ژئوپلیمرحاوی سرباره کوره آهنگدازی و نانوسیلیس

Abstract

در این تحقیق آزمایشگاهی بمنظور بررسی اثرات ناشی از مصرف سرباره کوره آهنگدازی و نانوسیلیس بر روی ریزساختار بتن ژئوپلیمری و مقایسه آن با ویژگی های بتن کنترل حاوی سیمان پرتلند، 1 طرح اختلاط از بتن کنترل و 3 طرح اختلاط از بتن ژئوپلیمری حاوی 92، 96 و 100 درصد سرباره کوره آهنگدازی به ترتیب به همراه 0، 4 و 8 درصد نانوسیلیس ساخته شد، این طرح ها در سنین 7 و90 روزه تحت آزمایش های تصویر برداری میکروسکوپ الکترونیک روبشی(SEM)، طیف سنجی پراش اشعه ایکس(XRD) و طیف سنجی فلورسانس اشعه ایکس(XRF) قرار گرفتند، در ادامه به منظور بررسی اثر تغییرات ریزساختار بر کلان ساختار بتن، آزمون های تعیین مقاومت فشاری و مقاومت کششی بر روی نمونه های بتنی در سن 90 روز انجام پذیرفت. بررسی تصاویر اخذ شده از آزمون SEM، نشان از برتری ریزساختاری ماتریس سیمان ژئوپلیمری در تمامی طرح ها، نسبت به ریزساختار بتن کنترل حاوی سیمان پرتلند می باشد، همچنین در نمونه های بتنی قرار گرفته در معرض دمای اتاق و پس از اعمال حرارت بالا (500 درجه سلسیوس)، آثار بهبود و انسجام در ریزساختار بتن ژئوپلیمری با توجه به حضور نانو ذرات سیلیس مشهود است، در این راستا وجود 8 درصد نانوسیلیس در مخلوط4 (بتن ژئوپلیمری)، موجب تسریع فرایند واکنش پذیری و افزایش حجم تولید ژل های هیدراته ناشی از ژئوپلیمریزاسیون، در مقایسه با سایر مخلوط های بتن ژئوپلیمری(حاوی 0 و 4 درصد نانوسیلیس) گردید. در تصاویر نمونه های بتنی حرارت دیده شده در دمای 500 درجه سلسیوس، نشانه هایی از تضعیف در ریزساختار بتن نسبت به تصاویر اخذ شده از بتن در دمای اتاق دیده می شود. نتایج حاصل از آزمون XRF حاکی از حضور بیشترین مقدار از عناصر اکسیدسیلیس و اکسیدآلومینیوم (از عوامل اصلی در نقش بهبود تراکم در ریزساختار بتن)، به ترتیب در ترکیب طرح های 4 و 2 به میزان 36 و 8 درصد می باشد. قله های بلند ایجاد شده در نمودار طیف های XRD، اغلب در نواحی با زوایای(θ2) 28 درجه رخ داده است و ارتفاع آنها به تناسب میزان حضور ذرات آلومینوسیلیکاتی در مخلوط های بتن، متغیر است. اعمال حرارت بالا در نمونه های بتنی موجب افت در نتایج حاصل از آزمون XRD گردیده است.