تعیین ضریب نفوذ یون کلراید در بتنهای کربناته شده حاوی میکروسیلیس

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی عمران، واحد قزوین، دانشگاه آزاد اسلامی، قزوین، ایران.

2 دانشکده عمران و محیطزیست، دانشگاه صنعتی امیرکبیر ، تهران، ایران.

چکیده

هدف از تحقیق حاضرتعیین مدلی است که بتواند در پیش بینی فرآیند خوردگی منجر به خرابی بتن به کار رود. این مدل به طورخاص بر روی مدل نفوذ هم‌زمان یون کلراید و پدیده کربناسیون بتن تحت شرایط محیطی مشخص متمرکز می‌شود. در این مقاله اثر نفوذ هم‌زمان یون کلراید و پدیده کربناتاسیون از طریق آزمایش بر روی نمونه‌های آزمایشگاهی در دو حالت بررسی می‌شود: 1- نمونه ابتدا تحت اثر گاز د یاکسید کربن و سپس تحت نفوذ یون کلرید قرار می‌گیرد. 2- نمونه تحت اثر نفوذ کلراید به تنهایی قرار می‌گیرد. نمونه‌های مورد آزمایش شامل 9 طرح اختلاط با سه نسبت آب به مواد سیمانی 35 / 0، 4/ 0 و 5/ 0 و سه درصد دوده سیلیس 0%، 7% و %10 می‌باشند. آزمایش‌های انجام شده در تحقیق شامل آزمایش‌های نفوذ یون کلراید تسریع یافته ( RCPT) ، جذب موئینه، نفوذ آب تحت فشار و مقاومت فشاری بتن می‌باشد. آزمایش‌های بلند مدت نیز شامل نفوذ یون کلرید و تعیین پروفیل یون کلرید و تعیین ضریب نفوذ یون کلرید در نمونه‌های شاهد و کربناته می‌باشد. نتایج آزمایش‌ها حاکی از تاثیر مستقیم کربناسیون بر کاهش میزان شار عبوری در آزمایش نفوذ یون کلراید تسریع یافته و هم‌چنین کاهش ضریب جذب موئینه در آزمایش جذب موئینه آب می‌باشد. هم‌چنین نتایج نشان می‌دهند که با افزایش نسبت آب به مواد سیمانی اثر کربناسیون بر کاهش شار عبوری و هم‌چنین ضریب جذب موئینه آب افزایش می‌یابد ولی با افزایش درصد دوده سیلیس این اثر کاهش میابد. در نهایت بر اساس نتایج آزمایش‌های بلند مدت با استفاده از مدل‌های برازش خطی میزان تغییرات ضریب نفوذ یون کلرید در اثر کربناسیون بتن و تعیین غلظت یون کلرید در بتن‌های کربناته ارائه شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

DETERMINATION OF CHLORIDE DIFFUSION COEFFICIENT IN CARBONATED CONCRETE CONTAINING SILICA-FUME

نویسندگان [English]

  • ALI DELNAVAZ 1
  • ALI AKBAR RAMEZANIANPOUR 2
1 CIVIL ENGINEERING DEP., QAZVIN BRANCH, ISLAMIC AZAD UNIVERSITY, QAZVIN, IRAN
2 CIVIL ENG. DEP., AMIR KABIR UNIVERSITY OF TECH. TEHRAN, IRAN
چکیده [English]

The deterioration of concrete structures is a non-linear and complex phenomenon which is caused by different phenomena. Carbonation is known as one of the major reasons of concrete deterioration. Carbonation has two different effects on concrete structures. Carbonation may have a positive effect against corrosive materials because of its effect in reducing the concrete porosity by changing calcium hydroxide to calcium carbonate. On the other hand, carbonation may have a major role in improving corrosion by reducing the pH of concrete and omitting of passive layer. Although literatures on carbonation have been vast, there are so few studies in carbonation of concrete containing silica fume. In this research the effect of carbonation in reducing of the porosity of concretes containing silica fume was studied. For this reason, concrete specimens with different water to binder ratios (w/c = 0, 0.35 and 0.5) and silica fume percentage (S.F = 0%, 5% and 10%) were made and carbonated in different ages (28 and 90 days). The porosity of carbonated concretes compared with control specimens by different experiments. Finally, a mathematical model for concrete porosity reduction under carbonation phenomena was developed based on experimental results.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Carbonation
  • Chloride diffusion coefficient
  • Concrete
  • Porosity
  • Silica fume

مراجع

[1] Sang-Hwa Jung, Young-Jun Choi, Bong-Chun Lee, Influence of carbonation on the chloride diffusion in concrete, construction material research center, Korea institute of construction materials, 1465-4, PP. 1191-1196.
[2] David Conciatori, Francine Laferrier, Eugen Bruhwiler, 2010, Comprehensive modeling of chloride ion and water ingress into concrete considering thermal and carbonation state for real climate, Cement and Concrete Research 40, 109-118.
[3] C.C.Page, O.Vennesland (1983) "Effect of Carbonation on Chloride Binding" Materials and Constructions, Vol. 16, No. 19
[4] A.Suryavanshi, R.Swamy (1996) "Stability of Friedels Salt in Carbonated Concrete Structural Elements" Cement And Concrete Research, Vol.26, No.5, pp.729-741
[5] K.Maekawa, T.Ishida (2002) “Service Life Evaluation of Reinforced Concrete Under Coupled Forces and Environmental Actions” Proceedings of the JCI, Vol.20, No2, pp.691-696
[6] K.Maekawa, T.Ishida (2003)”Multi-Scale Modeling of Concrete Performance Integrated Material and Structural Mechanics” Journal of Advanced Concrete Technology, Vol.1 pp.91-126
[7] K.Maekawa, T.Ishida (2004)”Theoretical Identified Strong Coupling of Carbonation Rate and Thermodynamic Moisture States in Microspores of Concrete” Journal of Advanced Concrete Technology, Vol.2 pp.213-222
[8] M.Lin, M.Liang (2003) “Modeling of Transport of Multiple Chemicals in Concrete Structures: Synergetic Effect Study” Cement and Concrete Research, Vol.33 pp.1917-1924
[9] O.Burkan Isgor, A.Ghani Razaqpur (2005) “Advanced Modeling of Concrete Deterioration due to Reinforcement Corrosion”
[10] W.Puatatsananon, V.E.Saouma, (2005) “Nonlinear Coupling of Carbonation and Chloride Diffusion in Concrete” Journal of Materials in Civil Engineering, v 17, No 3, pp 264-275
[11] H.Song, S.Pack, C.Lee (2006) “service Life Prediction of Concrete Structures Under Marine Environment Considering Coupled Deterioration”
[12] S.J.H. Meijers, J.M.J.M. Bijen, R. de Borst and A.L.A. Fraaij, 2005, "Computational results of a model for chloride ingress in concrete including convection, drying-wetting cycles and carbonation", Materials and structures 38, 145-154.
[13] Mohamed BOULFIZA, Koji SAKAI, Nemkumar BANTHIA, Hidenori YOSHIDA, 2001, "Analytical study on synergistic effects of carbonation and chloride ion attack on concrete" , Proceedings of the Japan Concrete Institute, Vol. 23, No.2, PP. 439-444.
[14] IN-SEOK YOON and CHANG-SOO LEE, 2004, "Prediction of chloride profile of concrete under combined deterioration of carbonation and chloride ions", Consec04, Seoul, Korea, PP. 353-360.
[15] Jack M. Chi, Ran Huang, C. C. Yang, 2002 " EFFECTS OF CARBONATION ON MECHANICAL PROPERTIES AND DURABILITY OF CONCRETE USING ACCELERATED TESTING METHOD", Journal of Marine Science and Technology, Vol. 10, No. 1, pp. 14-20
نشریه مهندسی عمران امیرکبیر
دوره 51، شماره 2
خرداد و تیر 1398
صفحه 367-376

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار