ارزیابی رفتار بتن های ژئوپلیمری در مقایسه با بتن های معمولی در درجه حرارت های زیاد از منظر ریزساختاری

امروزه محافظت از سازه های مختلف ازجمله زیرساخت های تجاری، درمانی، صنعتی و مسکونی در برابر آتش امری بسیار پیچیده است. حرارت زیاد موجب تغییرات ریزساختاری و کاهش مقاومت فشاری بتن با سیمان پرتلند معمولی می شود؛ اما ژئوپلیمرها به عنوان نسل سوم سیمان با توجه به ساختار آمورف و شبکه های سه بعدی آلومینوسیلیکاتی، رفتار پایدارتری را در مقایسه با بتن معمولی تحت حرارت زیاد از خود نشان می دهد. نانوساختار های هیدرات سیلیکات کلسیم (C-S-H) و هیدرات آلومینوسیلیکات کلسیم (C-A-S-H) از محصولات فرآیند هیدراتاسیون و ژئوپلیمرازاسیون است که نقش مهمی در افزایش مقاومت بتن ژئوپلیمری و معمولی دارد؛ اما حرارت چه در حالت گذرا چه در حالت پایدار موجب تغییر در مشخصات مکانیکی و ریزساختار بتن می شود. بر این اساس به منظور درک عمیق تر از تغییر رفتار نانوساختارهای C-S-H و C-A-S-H بتن براثر اعمال حرارت های زیاد، بتن ژئوپلیمری با بتن معمولی نیز مورد مقایسه قرارگرفته است. در این راستا حدود ۳۰۰ نمونه به مدت ۳، ۱۴ و ۲۸ روزه در حمام رطوبت عمل آوری شده است. سپس همه آزمونه ها به مدت ۲ ساعت در دماهای ۲۵، ۱۰۰، ۳۰۰، ۵۰۰، ۷۰۰ و ۹۰۰ درجه سلسیوس قرارگرفته است. مقاومت فشاری، میزان جذب آب و درصد تغییرات وزنی در تمام آزمونه ها موردبررسی قرارگرفته است. همچنین برای تجزیه تحلیل رفتار ریزساختاری آزمونه ها در دماهای مختلف از تصاویر میکروسکوپ الکترونیکی روبشی (SEM) و طیف سنجی پراش انرژی پرتوایکس (EDX) استفاده شد. بر اساس نتایج پژوهش حاضر با افزایش در درجه حرارت­های زیاد مقاومت هر دو نوع بتن کاهش می­یابد. با افزایش دما به بیش از ۷۰۰ درجه سلسیوس ساختار بتن ژئوپلیمری تبدیل به ساختار سرامیکی متخلخل و نیمه پایدار گشته است. این تغییر در ساختار سرامیکی باعث ایجاد تمایز در مقاومت فشاری بتن ژئوپلیمری نسبت به بتن معمولی تحت حرارت زیاد شده است. مقاومت فشاری نمونه ۲۸ روزه بتن ژئوپلیمری و معمولی تحت دمای ۹۰۰ درجه سلسیوس به ترتیب ۳۵/۷ و ۳۱/۴ مگاپاسکال است.

کلیدواژه ها:

High Temperatures ، Conventional Concrete ، Geopolymer Concrete ، Compressive Strengths ، C-A-S-H. ، حرارت زیاد ، بتن ، مقاومت فشاری ، نانوساختار C-A-S-H ، نانوساختار C-S-H.