تعيين ضريب نفوذ يون كلرايد در بتنهاي كربناته شده حاوي ميكروسيليس

DETERMINATION OF CHLORIDE DIFFUSION COEFFICIENT IN CARBONATED CONCRETE CONTAINING SILICA-FUME

هدف از تحقيق حاضرتعيين مدلي است كه بتواند در پيش بيني فرآيند خوردگي منجر به خرابي بتن به كار رود. اين مدل به طورخاص بر روي مدل نفوذ هم‌زمان يون كلرايد و پديده كربناسيون بتن تحت شرايط محيطي مشخص متمركز مي‌شود. در اين مقاله اثر نفوذ هم‌زمان يون كلرايد و پديده كربناتاسيون از طريق آزمايش بر روي نمونه‌هاي آزمايشگاهي در دو حالت بررسي مي‌شود: 1- نمونه ابتدا تحت اثر گاز د ياكسيد كربن و سپس تحت نفوذ يون كلريد قرار مي‌گيرد. 2- نمونه تحت اثر نفوذ كلرايد به تنهايي قرار مي‌گيرد. نمونه‌هاي مورد آزمايش شامل 9 طرح اختلاط با سه نسبت آب به مواد سيماني 35 / 0، 4/ 0 و 5/ 0 و سه درصد دوده سيليس 0%، 7% و %10 مي‌باشند. آزمايش‌هاي انجام شده در تحقيق شامل آزمايش‌هاي نفوذ يون كلرايد تسريع يافته ( RCPT) ، جذب موئينه، نفوذ آب تحت فشار و مقاومت فشاري بتن مي‌باشد. آزمايش‌هاي بلند مدت نيز شامل نفوذ يون كلريد و تعيين پروفيل يون كلريد و تعيين ضريب نفوذ يون كلريد در نمونه‌هاي شاهد و كربناته مي‌باشد. نتايج آزمايش‌ها حاكي از تاثير مستقيم كربناسيون بر كاهش ميزان شار عبوري در آزمايش نفوذ يون كلرايد تسريع يافته و هم‌چنين كاهش ضريب جذب موئينه در آزمايش جذب موئينه آب مي‌باشد. هم‌چنين نتايج نشان مي‌دهند كه با افزايش نسبت آب به مواد سيماني اثر كربناسيون بر كاهش شار عبوري و هم‌چنين ضريب جذب موئينه آب افزايش مي‌يابد ولي با افزايش درصد دوده سيليس اين اثر كاهش ميابد. در نهايت بر اساس نتايج آزمايش‌هاي بلند مدت با استفاده از مدل‌هاي برازش خطي ميزان تغييرات ضريب نفوذ يون كلريد در اثر كربناسيون بتن و تعيين غلظت يون كلريد در بتن‌هاي كربناته ارائه شده است.

The deterioration of concrete structures is a non-linear and complex phenomenon which is caused by different phenomena. Carbonation is known as one of the major reasons of concrete deterioration. Carbonation has two different effects on concrete structures. Carbonation may have a positive effect against corrosive materials because of its effect in reducing the concrete porosity by changing calcium hydroxide to calcium carbonate. On the other hand, carbonation may have a major role in improving corrosion by reducing the pH of concrete and omitting of passive layer. Although literatures on carbonation have been vast, there are so few studies in carbonation of concrete containing silica fume. In this research the effect of carbonation in reducing of the porosity of concretes containing silica fume was studied. For this reason, concrete specimens with different water to binder ratios (w/c = 0, 0.35 and 0.5) and silica fume percentage (S.F = 0%, 5% and 10%) were made and carbonated in different ages (28 and 90 days). The porosity of carbonated concretes compared with control specimens by different experiments. Finally, a mathematical model for concrete porosity reduction under carbonation phenomena was developed based on experimental results.