ارزیابی نفوذ یون کلرید در بتن های الیافی حاوی متاکائولن و پومیس تحت شرایط غوطه وری و جزر و مد

در سال های اخیر استفاده از الیاف در بتن جهت افزایش فاصله درز اتصال دال های بتنی و کاهش ترک در روسازی های بتنی و سازه های پل متداول شده است. بااین حال، رفتار دوام بتن الیافی در برابر نفوذ یون کلرید به خصوص در اندازه گیری غلظت یون کلرید مقید کمتر مورد مطالعه قرار گرفته است. در این مطالعه ۶ طرح مخلوط شامل بتن معمولی (به عنوان بتن شاهد) و یک طرح مخلوط از بتن الیافی (بدون پوزولان) حاوی الیاف پلی الفین(kg/m۳ ۴) و پلی پروپیلن(kg/m۳ ۸/۰) به همراه دو طرح از بتن معمولی و دو طرح از بتن الیافی حاوی پومیس یا متاکائولن (با ۱۵ % جایگزینی سیمان) در نظر گرفته شد. پس از مطالعه خواص مکانیکی نمونه های بتنی، عملکرد بتن های مذکور در برابر نفوذ یون کلرید به کمک شبیه سازی محیط دریایی موردبررسی قرار گرفت. همچنین جهت ارزیابی منافذ موجود در طرح مخلوط ها مطالعات ریزساختاری به وسیله آزمون میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و آنالیز اسکن توموگرافی کامپیوتری (سی تی اسکن) انجام شد. نتایج آزمایشات نشان داد که افزودن متاکائولن و پومیس موجب افزایش مقاومت مکانیکی و دوام در برابر نفوذ کلرید در هر دو بتن معمولی و بتن الیافی شده است. براین اساس، مقاومت فشاری پومیس و متاکائولن به نسبت نمونه معمولی ۳۰ % و ۱۵ % افزایش در سن ۳۶۵ روز نشان داد. همچنین، حداکثر عمق میزان نفوذ یون کلرید آزاد، مقید و کل در بتن الیافی با ۱۵ درصد جایگزینی سیمان با متاکائولن به ترتیب ۴۴%، ۴۰% و ۴۰% کاهش نسبت به نمونه شاهد در شرایط غوطه وری داشت و همچنین در شرایط جزر و مد نیز به ترتیب ۲۵%، ۲۵% و ۳۳% درصد کاهش مشاهده شد. بر اساس آنالیز سی تی اسکن و نتایج SEM در این مطالعه، بتن های حاوی پوزولان دارای سطح متخلخل تر می باشند و نسبت Ca/Si به دلیل رسوب زدایی به میزان قابل توجهی در آن ها کاهش می باید که این میزان برای نمونه حاوی متاکائولن ۴/۰ نشان می دهد که به نسبت نمونه کنترلی ۱/۱ کاهش داشته است. همچنین، نتایج نشان داد که علیرغم تخلخل سطحی در بتن های حاوی پوزولان، نسبت Ca/Si و غلظت مایع منفذی نقش اساسی در دوام آن ها در برابر نفوذ یون کلرید ایفا می کنند.

کلیدواژه ها:

Chloride ion ، Metakaolin ، Microstructure ، Pumice ، پومیس ، ریزساختار ، متاکائولن ، یون کلرید.