بررسی تاثیر روش های فرآوری خاکستر پوسته (شلتوک) برنج بر عملکرد آن روی خواص مقاومتی و نفوذپذیری بتن
چکیده
پوسته برنج بعنوان یک پسماند کشاورزی است. اخیرا یکی از راهکارهای مطرح شده برای بازیافت پوسته برنج، استفاده از خاکستر آن به عنوان یک ماده پوزولانی در صنعت بتن می باشد. میزان ناخالصی های همراه با سیلیس در خاکستر پوسته برنج معمولی قابل توجه می باشد. حذف این ناخالصی ها با استفاده از فرآیند اسید شویی و کنترل مشخصه های سوزاندن علاوه بر افزایش میزان سیلیس در خاکستر پوسته برنج موجب افزایش قابل ملاحظه سطح ویژه این ماده شده، بنحوی که قابل مقایسه با برخی از انواع نانو سیلیس می باشد. در این تحقیق تاثیر اسید شویی، نحوه سوزاندن، زمان و دمای سوزاندن بر عملکرد پوزولانی خاکستر پوسته برنج بررسی شده است. فرآیند اصلاح پوسته برنج با اسید به دو روش اسید شویی به مدت 24 ساعت در دمای محیط و همچنین اسید شویی به مدت 1 ساعت در دمای 100 درجه سانتیگراد در محلول های 01/0 و 1 نرمال هیدروکلریک اسید انجام شده است. از کوره استاتیکی کوچک بدون دمنده هوا برای سوزاندن پوسته¬ی برنج استفاده شده است. دما و زمان سوزاندن به ترتیب شامل دماهای 600، 700 و 800 درجه سانتیگراد و زمان های 20 دقیقه، 1، 3 و 8 ساعت بوده است. همچنین تاثیر نحوه سوزاندن پوسته ها در دمای 700 درجه سانتیگراد و به مدت 3 ساعت به دو روش سوزاندن آهسته و سریع بررسی شده است. بر روی خاکستر پوسته برنج تولید شده آزمایش های تعیین درصد وزنی خاکستر، تعیین افت رطوبتی، تعیین افت سرخ شدن و تعیین تغییرات هدایت الکتریکی محلول اشباع آهک-پوزولان (ec) انجام و با نتایج دوده سیلیسی و نانو سیلیس مقایسه شده است. ریزساختار خاکسترهای پوسته برنج تولیدی نیز با استفاده از تصاویر sem بررسی شده است. همچنین عملکرد پوزولانی خاکسترهای تولیدی در دمای 700 درجه سانتیگراد به مدت 3 ساعت به دو روش سوزاندن آهسته و ناگهان، در ملات سیمان بررسی شده است. ملات های حاوی 5، 10 و 15 درصد وزنی سیمان خاکستر تولیدی، ساخته شده و مقاومت فشاری آنها در سنین 3، 7، 14 و 28 و 91روز بررسی و با ملات کنترل و دوده سیلیسی مقایسه شده است. نتایج نشانگر آن است که فعالیت پوزولانی خاکستر های تولید شده از پوسته برنج اصلاح شده با هیدروکلریک اسید دارای حساسیت کمتری نسبت به نحوه سوزاندن و دمای سوزاندن می باشد. نتایج بدست آمده در آزمایش ec نشانگر آن است که میزان واکنش پذیری با آهک برای خاکسترهای پوسته برنج اصلاح شده با اسید به میزان قابل ملاحظه ای بیشتر از خاکستر پوسته برنج معمولی می باشد. خاکستر پوسته برنج معمولی دارای میزان افت هدایت الکتریکی مشابه دوده سیلیسی و خاکستر پوسته برنج اصلاح شده با اسید دارای میزان افت هدایت الکتریکی مشابه نانوسیلیس می باشد. نتایج بدست آمده از آزمایش مقاومت فشاری نشانگر آن است که مقاومت فشاری ملات حاوی خاکستر پوسته برنج معمولی کمتر از دوده سیلیسی می باشد. اصلاح پوسته برنج در اثر فرآیند اسید شویی موجب بهبود قابل ملاحظه عملکرد مقاومتی ملات های حاوی خاکستر پوسته برنج- با درصد جایگزینی برابر- شده و در برخی موارد دارای مقاومت فشاری مشابه با ملات حاوی دوده سیلیسی می باشد.