ارائه طرح اختلاط بتن های مقاوم در برابر تهاجم اسید سولفوریک
چکیده
امروزه بتن به دلیل مزایای قابل توجه آن یکی از پرکاربردترین مصالح ساختمانی در جهان شناخته شده است. لذا دوام بتن در محیطهای خورنده حائز اهمیت بوده و عمر مفید سازه های بتنی را به شدت تحت تاثیر قرار می دهد. کمیته aci-201 حملات شیمیایی را به شش قسمت اساسی تقسیم بندی نموده است که یکی از این قسمتها دوام بتن در محیطهای اسیدی می باشد. در این میان اسید سولفوریک یکی از مخربترین انواع اسیدها بوده که طبق گزارشهای منتشره تهاجم این اسید تنها به سیستم جمع آوری فاضلاب سالانه بیلیونها دلار خسارت به بار آورده است. گرچه جهت افزایش دوام بتن در برابر اسید سولفوریک تحقیقات زیادی انجام شده و مواد مقاوم از جمله پوششهای با عملکرد بالا و ملاتهای ویژه ارائه شده است ولی در خصوص بتن های معمولی تحقیقات کافی انجام نشده است لذا تحقیق در خصوص افزایش دوام بتن های معمولی در برابر اسید سولفوریک که همچنان مورد علاقه پژوهشگران می باشد به عنوان پایان نامه دکتری در نظر گرفته شده است. هشت طرح پایه شامل مخلوط حاوی سیمان پرتلند نوع دو و مخلوطهای حاوی تراس، پومیس، میکروسیلیس و پودر کوارتز به عنوان فیلر انتخاب شده و نمونه ها با استفاده از دانه بندی ایده آل بدست آمده برای سنگدانه ها و مواد سیمانی ساخته شده است. نسبت آب به سیمان از 38و0 تا 45و0 و میزان مواد سیمانی نیز از 300 تا 350 کیلوگرم بر متر مکعب به عنوان متغیر در نظر گرفته شده است. پس از انجام آزمایشات لازم جهت بررسی خصوصیات مکانیکی نمونه ها، دوام آنها با قرارگیری نمونه ها در محلول اسید سولفوریک با درجه اسیدی یا ph برابر با یک مورد مطالعه قرار گرفته است. همچنین ph برابر با 0و2 نیز جهت مقایسه برای برخی نمونه ها در نظر گرفته شده است. نتایج حاکی از عملکرد مناسب مواد پوزولانی و تاثیر ضد و نقیض تخلخل، ph و میزان مواد سیمانی در برابر تهاجم اسید سولفوریک می باشد. لذا بر این اساس میزان مواد سیمانی بهینه برای کلیه مخلوطها ارائه شده است. با انجام آنالیزهای آماری نتایج با دقت بیشتری بررسی شده و بر اساس رگرسیونهای خطی و غیرخطی، مدل مناسب خطی و نیمه خطی جهت پیش بینی میزان کاهش وزن نمونه ها در برابر اسید سولفوریک ارائه شده است. جهت یافتن دلایل لازم و کافی در خصوص نتایج ضد و نقیض بدست آمده بررسیهای میکروسکوپی بر روی نمونه های دست نخورده و مقطع نازک انجام شده است. بر اساس این بررسیها مکانیزم تهاجم اسید سولفوریک به بتن و همچنین نقش تخلخل در تهاجم اسید سولفوریک به صورت کامل تشریح شده است که تشکیل لایه محافظ زرد رنگ یکی از مهمترین موارد فرایند خوردگی می باشد.