بررسی تجربی خواص مکانیکی بتن ژئوپلیمری به عنوان بتن سبز با رویکرد توسعه پایدار در صنعت ساختمان در دمای بالا

امروزه استفاده از مواد معدنی فرآوری شده در بتن برای بهبود خواص مکانیکی و دوام، میدان دید وسیعی را برای محققان علوم سازه ای باز کرده است. از سوی دیگر حفظ محیط زیست با کاهش گاز سمی دی اکسید کربن ناشی از تولید سیمان یکی از دغدغه های دانشمندان است. در این راستا، مواد معدنی حاوی ذرات آلومینوسیلیکات فراوان و محلول قلیایی فعال (AAS) جایگزین سیمان معمولی در بتن شده و منجر به تولید بتن ژئوپلیمری (GPC) شد. ترکیب و واکنش پذیری این مواد باعث ایجاد یک ماده چسبنده قوی می شود که در ترکیب با سایر اجزای بتن باعث استحکام نهایی GPC می شود. دماهای بالا با آسیب به ساختار ژل های هیدراته در بتن، بتن را در برابر بارها ضعیف می کند. GPC به دلیل چگالی در ریزساختار خود، مقاومت در برابر آتش بهتری نسبت به OPCC دارد. در مطالعه حاضر، GPC مبتنی بر سرباره کوره بلند دانه بندی شده (GBFS) با الیاف پلی اولفین ۰-۲٪ (POFs) و ۰-۸٪ نانو سیلیس (NS) برای بهبود ساختار آن استفاده شد. نمونه ها پس از عمل آوری در شرایط خشک در دمای ۶۰ درجه سانتی گراد در آون، تحت آزمون های مقاومت فشاری، مدول الاستیسیته و کاهش وزن قرار گرفتند تا خواص مکانیکی آن ها ارزیابی شود. تمام آزمایشات در سن ۹۰ روزگی در دمای محیط (۲۰ درجه سانتیگراد) و دمای بالا (۵۰۰ درجه سانتیگراد) انجام شد. افزودن NS تمام خواص GPC مبتنی بر GBFS را افزایش داد. افزودن تا ۸ درصد NS به ترکیب GPC در دمای ۲۰ درصد، مدول نتایج آزمایش الاستیسیته را تا ۱۳.۴۲ درصد و مقاومت فشاری را تا ۲۱.۹۴ درصد تا ۱۱.۵۸ درصد بهبود بخشید. افزودن تا ۲ درصد POFs به ترکیب GPC منجر به بهبود، مدول الاستیسیته ۰۵/۰۷ درصد و کاهش مقاومت فشاری تا ۴۹/۲۲ درصد شد. کمترین (۰.۰۶۱٪) و بیشترین (۰.۱۲٪) درصد کاهش وزن نمونه های بتنی تحت حرارت ۵۰۰٪، متعلق به طرح ۴ (شامل GPC حاوی ۸٪ NS) و طرح ۶ (شامل GPC حاوی ۲٪ POFs) آمد. در ادامه با انجام آنالیز میکروسکوپ الکترونی روبشی سرباره (SEM)، بررسی ریزساختار بر روی نمونه های بتن انجام شد. علاوه بر همپوشانی آنها با یکدیگر، نتایج نشان دهنده برتری GPC نسبت به بتن معمولی است. علاوه بر این، تاثیر مثبت افزودن NS بر ریزساختار کنسرت را نشان داد.

کلیدواژه ها:

بتن ژئوپلیمری ، الیاف پلی الفین ، نانو سیلیس ، سرباره کوره بلند دانه بندی شده ، میکروسکوپ الکترونی روبشی