بررسی بلندمدت نفوذپذیری یون کلرید در آزمونه‌های اوی متاکائولن در شرایط رویارویی پاشش در جزیره قشم

نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی عمران و سرپرست انستیتو مصالح ساختمانی دانشگاه تهران

2 دانشجوی دکتری مهندسی عمران- سازه، دانشگاه تهران

3 دانشجوی دکتری مهندسی عمران- سازه‌های دریایی، دانشگاه تهران

چکیده

امروزه سازه­های بتنی نقش بسیار مهمی در زیرساخت­های هر جامعه­ای دارند. بنابر این شرایط و عملکرد این سازه­ها از اهمیت ویژه­ای برخوردار هستند. در سال‌های اخیر تعداد زیادی از سازه­های بتنی در مناطق جنوبی کشور در اثر پدیده خوردگی دچار آسیب­دیدگی و یا خرابی زودرس شده­اند. تخریب بتن در محیط­های حاوی یون کلرید از جمله رایج‌ترین این خرابی­ها در سازه­های بتنی بوده و یکی از مهم­ترین مشکلاتی است که مهندسان عمران در تعمیر و نگهداری سازه‌های بتنی منطقه خلیج فارس با آن مواجه می­باشند. در راستای بررسی پدیده خوردگی ناشی از انتشار یون کلرید در بتن، نمونه‌هایی بتنی با 5، 10 و 15 درصد پوزولان متاکائولن با نسبت آب به مواد سیمانی 4/0 و بدون پوزولان با نسبت‌های آب به سیمان مختلف (35/0، 4/0 و 5/0) در شرایط رویارویی پاشش به مدت 50 ماه واقع در منطقه خلیج فارس (جزیره قشم) قرار داده شده است. نتایج حاکی از آن هستند که با افزایش نسبت آب به سیمان در آزمونه­های بتنی واقع در محیط پاششی، ضریب انتشارپذیری افزایش می­یابد. میزان غلظت کلرید سطحی نیز در کوتاه‌ مدت، با افزایش نسبت آب به سیمان افزایش می‌یابد. در حالی که مقدار غلظت کلرید سطحی در بلند‌ مدت به ‌تدریج ثابت می‌شود. همچنین با افزایش زمان رویارویی آزمونه‌های بتنی در محیط کلریدی، میزان ضریب انتشارپذیری یون کلرید و غلظت کلرید سطحی در بتن کاهش می‌یابد. استفاده از متاکائولن نیز موجب کاهش ضریب انتشارپذیری یون کلرید در بتن و افزایش غلظت کلرید سطحی در مقایسه با آزمونه شاهد می‌شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Long-Time Investigation of Chloride Permeation in Metakaolin Concrete in Splash Zone in Qeshm Island

نویسندگان [English]

  • Mohammad Shekarchizadeh 1
  • Atiye Farahani 2
  • Mohammad Hosein Tadayon 3
  • Rayehe Khaghanpour 2
1 School of Civil Engineering, University of Tehran, Tehran
2 School of Civil Engineering, University of Tehran, Tehran
3 School of Civil Engineering, University of Tehran
چکیده [English]

Today, concrete structures have a crucial role in the infrastructure of society. The conditions and performance of these structures are important. In recent years, due to corrosion phenomenon, a number of concrete structures in Southern areas of Iran have suffered damage or premature failure. Concrete damage in the chloride environments is the most common failure of reinforced concrete structures and an important problem for civil engineers which today they are faced with the maintenance of them. Recent societal shift toward sustainable consumption and growth applied to civil infrastructure systems requires the construction materials to be designed and used with utmost attention to their durability and long term response. Pozzolanic materials including silica fume, fly ash, slag, and metakaolin have been used in recent decades for developing high performance concrete with improved workability, strength and durability. Metakaolin has been used as a pozzolan for high performance concrete applications. This material is a thermally activated alumino-silicate which is mostly manufactured by calcinations of kaolin clay at the temperature range of 500-850°C [1].

کلیدواژه‌ها [English]

  • Concrete
  • Diffusion coefficient
  • Surface chloride
  • Metakaolin
  • Water to cement ratio
[1]    رمضانیانپور، ع. ا.، پیدایش، م.، "دوام بتن و نقش سیمان­های پوزولانی"، نشریه شماره 274، چاپ اول، انتشارات مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن، 1376.
[2]    فامیلی، ه.، "تولید سیمان و بتن از دیدگاه حفظ منابع طبیعی و محیط زیست"، چهارمین کنفرانس سدسازی، 1029-1024.
[3] Mehta, P. K., "Concrete Technology for Sustainable Development", Concrete International, 1999, 21 (11), 47-53.
[4]    شکرچی‌زاده، م.، میردامادی، ع.، بنکدار، ا.، بخشی، م.، "بهبود خواص بتن‌های توانمند با استفاده از متاکائولن"، مجله تحقیقات بتن، 1387، 2، 55-63.
[5]      Bonakdar, A., Bakhshi, M., Ghalibafian, M., "Properties of High-Performance Concrete Containing High Reactivity Metakaolin", 7th International Symposium on Utilization of High-Strength/High-Performance Concrete, Washington DC. US, Vol. 1, 2005, pp 228-295.
[6]    ولی‌پور، م.، پرگر، ف.، شکرچی­زاده، م.، "بررسی خوردگی آرماتور در شرایط محیطی خلیج فارس دربتن‌های حاوی پوزولان متاکائولن"، دومین کنفرانس ملی بتن ایران، 1389.
[7]      Poon, C., Kou, S., Lam, L., "Compressive Strength, Chloride Diffusivity and Pore Structure of High Performance Metakaolin and Silica Fume Concrete", Construction and Building Materials, 2006, 20 (10), 858-865.
[8]      Ganjian, E., Sadeghi Pouya, H., "The Effect of Persian Gulf tidal Zone Exposure on Durability of Mixes Containing Silica Fume and Blast Furnace Slag", Construction and Building Materials, 2009, 23 (2), 644-652.
[9]      Zhang, M. H., Malhotra, V. M., "Characteristics of a Thermally Activated Alumino-Silicate Pozzolanic Material and its Use in Concrete", Cement and Concrete Research, 1995, 25 (8), 1713-1725.
[10]    Boddy, A., Hooton, R. D., Gruber, K. A., "Long-term Testing of The Chloride-Penetration Resistance of Concrete Containing High-Reactivity Metakaolin", Cement and Concrete Research, 2001, 31 (5), 759-765.
[11]    Gruber, K. A., Ramlochan, T., Boddy, A., Hooton, R. D., Thomas, M. D. A., "Increasing Concrete Durability with High-Reactivity Metakaolin", Cement and Concrete Research, 2001, 23 (6), 479-484.
[12]    Courard, L., Darimont, A., Schouterden, M., Ferauche, F., Willem, X., Degeimbre, R., "Durability of Mortars Modified with Metakaolin", Cement and Concrete Research, 2003, 33, 1473-1479.
[13]    Shekarchi, M., Bonakdar, A., Bakhshi, M., Mirdamadi, A., Mobasher, B., "Transport Properties in Metakaolin Blended Concrete", Construction and Building Materials, 2010, 24, 2217-2223.
[14]    Comite Euro-International Du Beton, (CEB), "Durable Concrete Structures (Design Guide)", 1992.
[15]    NordTest NT Build 443, "Concrete, Hardened: Accelerated Chloride Penetration", ESPOO, Finland, 1995.
[16]    ASTM C1152/C1152M, "Standard Test Method for Acid-Soluble Chloride in Mortar and Concrete", ASTM, West Conshohocken, 2012.
[17]    Luping, T., "Chloride Transport in Concrete, Measurement and Prediction", PhD Thesis, Chalmers University of Technology, Department of Building Materials, Goteborg, Sweden, 1996.