تأثیر افزودنی‎های معدنی بر نفوذپذیری، تخلخل و مقاومت الکتریکی بتن

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه بین‌المللی امام خمینی (ره)، قزوین، ایران

10.22060/ceej.2021.19165.7089

چکیده

ارزیابی دوام بتن معمولاً با اندازه‎گیری نفوذپذیری، تخلخل و مقاومت الکتریکی آن انجام می‎شود. از طرفی، یکی از راههای افزایش دوام، بکارگیری مواد افزودنی در طرح مخلوط بتن است. از این رو، در این مقاله، به بررسی تأثیر افزودنی‎های پوزولانی (دوده سیلیسی، خاکستر بادی و زئولیت) و پودر سنگ آهک بر نفوذپذیری، تخلخل و مقاومت الکتریکی نمونه‎های مکعبی بتنی 28 و 120 روزه با ابعاد 15 سانتی‎متر پرداخته شده است. برای ساخت بتن‎ها، این افزودنی‎ها جایگزین 5، 10، 15 و 20 درصد وزن سیمان شدند. در این مقاله، برای اندازه‎گیری نفوذپذیری بتن از روش ابداعی "محفظه استوانه‎ای" استفاده شد. نتایج به دست آمده از آزمایش‎ها نشان دادند که جز نمونه بتنی 28 روزه که 20 درصد وزن سیمانش با پودر سنگ آهک جایگزین شده بود، سایر نمونه‎های بتنی از نفوذپذیری و تخلخل کمتر و مقاومت الکتریکی بیشتری نسبت به نمونه بتنی بدون افزودنی برخوردار بودند. بعلاوه، تخلخل حجمی در مقایسه با تخلخل سطحی محاسبه شده از تصاویر میکروسکوب الکترونی روبشی، معیار دقیق‎تری برای ارزیابی ریزساختار بتن‎ها است. نتایج آزمایش XRD نیز بیانگر آن بودند که مواد پوزولانی با مصرف هیدروکسید کلسیم، هیدرات‎ سیلیکات کلسیم بیشتری تولید می‎کنند که نتیجه آن کاهش نفوذپذیری و تخلخل و افزایش مقاومت الکتریکی نسبت به نمونه بتنی بدون افزودنی است. همچنین، کاهش جزئی در شدت قله‎های هیدروکسید کلسیم و هیدرات سیلیکات کلسیم برای بتن حاوی پودر سنگ آهک مشاهده شد. این رفتار نشان ‎داد که پودر سنگ آهک عمدتاً با خاصیت پرکنندگی ذراتش سبب کاهش نفوذپذیری و تخلخل و افزایش مقاومت الکتریکی بتن می‎شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

The effect of mineral admixtures on permeability, porosity and electrical resistivity of concrete

نویسندگان [English]

  • Mahmood Naderi
  • Alireza Kaboudan
Department of civil engineering, Faculty of engineering, International Imam Khomeini university, Qazvin, Iran
چکیده [English]

Evaluation of concrete durability is commonly performed by measuring its permeability, porosity and electrical resistivity. Moreover, using admixtures in concrete mix design is one of the methods of enhancing durability. For this reason, in this paper, the effect of pozzolanic admixtures (silica fume, fly ash and zeolite) and limestone powder on permeability, porosity and electrical resistivity of 28-day and 120-day cubic concrete specimens with 15cm dimension is investigated. For concrete preparation, 5, 10, 15 and 20 percent of cement mass were replaced by these admixtures. In this paper, the innovative method of “Cylindrical chamber” was used for measuring concrete permeability. The results obtained revealed that except the 28-day concrete specimen that 20 percent of its cement mass was replaced with limestone powder, other concrete specimens had lower permeability and porosity and higher electrical resistivity than the concrete specimen without any admixtures. In addition, volumetric porosity is a more accurate index for assessing concrete microstructure than surface porosity calculated from the images taken using scanning electron microscope. XRD test results also showed that pozzolanic material produce more calcium silicate hydrates by consuming calcium hydroxide which results in the reduction of permeability and porosity and increase of electrical resistivity, compared with the concrete specimen without any admixtures. Also, a slight reduction in calcium hydroxide and calcium silicate hydrate peaks was observed for the concrete containing limestone powder. This behavior showed that limestone powder decreases permeability and porosity and increase electrical resistivity of concrete, mainly due to the filler effect of its particles.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Permeability
  • POROSITY
  • Electrical Resistivity
  • cylindrical chamber
  • Concrete microstructure