22970

بررسي تسريع حمله سولفات به نمونه هاي ملات با استفاده از ميدان الكتريكي

كارشناسي ارشد

مديريت ساخت

1396

1399/03/13

دكتر سيد سجاد ميرولد - دكتر علي اكبر شيرزادي جاويد

عمران

در اين پژوهش به بررسي تسريع حمله يون¬هاي سولفات، به عنوان يكي از عوامل تأثيرگذار بر دوام نمونه-هاي ملات، پرداخته شد. حمله يون¬هاي سولفات عبارت است از حركت يون¬هاي سولفات به داخل نمونه بتن كه موجب تبديل هيدروكسيد كلسيم به سولفات كلسيم و تبديل آلومينات¬ها به مونو سولفات و اترنيگايت شده كه سبب انبساط، كاهش مشخصات مكانيكي و نهايتاً تخريب بتن و ملات مي¬شود. درجه¬ آسيب تحت حمله سولفات¬ها عمدتاً به ميزان يون¬هاي سولفاتي كه از نمونه عبور مي¬كند بستگي دارد. با اين حال، حمله سولفاتي يك روند آهسته بوده و براي به دست آوردن اطلاعات قابل اطمينان در مورد تأثيرات ناشي از حمله سولفات، مدت زمان زيادي نياز مي¬باشد. مطابق استاندارد ASTM C1012 تأثيرات ناشي از حمله سولفات به نمونه¬هاي ملات تحت عنوان تغييرات طول نمونه¬هاي منشوري قابل اندازه¬گيري مي¬باشد كه بسته به شرايط بررسي نياز به مطالعه 6 تا 24 ماه دارد. با اين وجود روش¬هايي وجود دارد كه مي¬توان به كمك آن¬ها حمله سولفاتي به بتن را تسريع نموده و تأثيرات آن را در مدت زمان كمتري مشاهده و اندازه گيري نمود. به¬عنوان نمونه تحقيقات در اين زمينه نشان داده كه افزايش غلظت محلول سولفاتي، تر و خشك كردن متوالي نمونه¬ها، تغييرات دمايي محيط سولفاتي، ايجاد محيط دوگانه سولفاتي و الكتريكي و تركيب حمله سولفات داخلي و خارجي مي¬تواند موجب تسريع در نمود تأثيرات حمله سولفاتي گردد. در اين پژوهش با ابداع يك محيط دوگانه سولفاتي-الكتريكي سعي شده تا زمان مورد نياز براي اين آزمايش را به يك دوره 3 ماهه كاهش داد. نمونه¬هاي منشوي با نسبت¬هاي آب به سيمان 55/0، 485/0 و 4/0 ساخته و به مدت 13 هفته تحت آزمايش قرار گرفتند و نتايج حاصل از قرارگيري نمونه¬ها در محيطي مطابق با استاندارد ASTM C1012 با نتايج حاصل از روش تسريع شده مقايسه شدند. نتايج بدست آمده از آزمايش¬هاي انبساط، پراش پرتو ايكس(XRD) و ميكروسكوپ الكتروني روبشي(SEM) روي نمونه¬ها نشان مي¬دهند كه در محيط دوگانه سولفاتي- الكتريكي سرعت تشكيل تركيبات گچ و اترينگايت و همچنين مقدار و اندازه آن¬ها رشد چشمگيري داشته است. لازم بذكر است مقادير نهايي درصد انبساط براي نمونه¬هايي كه 13 هفته در شرايط محيطي مطابق با ASTM C1012 قرار داشتند براي نسبت هاي آب به سيمان 55/0، 485/0 و 4/0 به ترتيب برابر %062/0، %048/0 و %037/0 ثبت شده است كه در شرايط محيطي دوگانه سولفاتي-الكتريكي اين مقادير به ترتيب به %14/1 (تا هفته چهارم)، %115/2 (تا هفته دوازدهم) و %131/1 (تا هفته سيزدهم) افزايش يافته است كه شاهد افزايش تا بيش از 50 برابري نسبت درصدهاي انبساط بوده¬ايم كه در نهايت مقايسه نتايج دو روش منجر به حصول روابط بسيار خوبي شده است.

1399/05/10

Accelerated sulfate attack on mortars using electrical field

6/3/2021 12:00:00 AM

In this study, the acceleration of sulfate ions attack, as one of the factors affecting the durability of mortar samples, was investigated. The attack of sulfate ions is the movement of sulfate ions into the concrete sample, which converts calcium hydroxide to calcium sulfate and converts aluminates to monosulfate and ethernygite, which causes expansion, reduction of mechanical properties and finally destruction of concrete and mortar. The degree of damage under attack by sulfates depends mainly on the amount of sulfate ions passing through the sample. However, sulfate attack is a slow process and it takes a long time to obtain reliable information about the effects of sulfate attack. According to ASTM C1012 standard, the effects of sulfate attack on mortar samples can be measured under changes in the length of prismatic samples, which requires a study of 6 to 24 months, depending on the study conditions. However, there are methods that can be used to accelerate the sulfate attack on concrete and its effects can be observed and measured in less time. As an example, research in this field has shown that increasing the concentration of sulfate solution, successive wetting and drying of samples, temperature changes in the sulfate medium, creating a dual sulfate and electrical environment and the combination of internal and external sulfate attack can accelerate Effects of sulfate attack. In this study, by inventing a dual sulfate-electrical environment, an attempt was made to reduce the time required for this experiment to a period of 3 months. Printed samples with water to cement ratios of 0.55, 0.485 and 0.4 were made and tested for 13 weeks and the results of placing the samples in an environment in accordance with ASTM C1012 standard with the results Were compared from the accelerated method. The results of expansion experiments, X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) on the samples show that in the dual sulfate-electrical environment, the formation rate of gypsum and ettringite compounds as well as their amount and size. Has grown significantly. It should be noted that the final values ​​of the expansion percentage for samples that were in environmental conditions in accordance with ASTM C1012 for 13 weeks for water to cement ratios of 0.55, 0.485 and 0.4, respectively, equal to 0.062%, 048%. 0.03 and 0.037% have been recorded that in dual sulfate-electric environmental conditions, these values ​​are 1.14% (up to the fourth week), 2.115% (up to the twelfth week) and 1.131% (up to the week), respectively. Thirteenth) has increased that we have seen an increase of more than 50 times the ratio of expansion percentages, which ultimately comparing the results of the two methods has led to very good relationships.