بررسي آزمايشگاهي مقاومت فشاري بتن ژئوپليمري بر اساس آزمون XRF و SEM

Experimental Study of Compressive Strength of Geopolymer Concrete Based on XRF and SEM Analysis

در اين مقاله، 3 طرح اختلاط از بتن ژئوپليمري حاوي 92، 96 و 100 درصد سرباره كوره آهنگدازي، به ترتيب شامل 8، 4 و 0 درصد نانوسيليس ساخته شد. پس از انجام آزمون مقاومت فشاري و انتخاب يك طرح از اين سه طرح، بعنوان طرح بهينه به لحاظ برتري خواص مكانيكي، با افزودن 1 و 2 درصد الياف پلي الفين به طرح بهينه، دو طرح ديگر از بتن ژئوپليمري ساخته شد. نمونه هاي بتني تحت آزمون هاي مقاومت فشاري در 7، 28 و90 روز عمل آوري، XRF در 7 روز عمل آوري و SEM در90 روز عمل آوري، قرار گرفتند. نتايج حاصله ضمن ارزيابي با يكديگر، با نتايج حاصل از يك طرح اختلاط ساخته شده از بتن معمولي حاوي سيمان پرتلند، مورد مقايسه قرار گرفتند. نتايج حاصل از آزمون هاي اين پژوهش نشان از برتري در خواص مكانيكي و ريزساختاري بتن ژئوپليمري نسبت به بتن معمولي در تمام سنين عمل آوري داشت. در سن عمل آوري90 روزه بعنوان بهترين سن به لحاظ عملكرد، كمترين 62/4 مگاپاسكال و بيشترين 82/9 مگاپاسكال مقدار مقاومت فشاري به ترتيب در طرح 1 و 4 بدست آمد. در اين سن، افزودن تا 8 درصد نانوسيليس در بتن ژئوپليمري موجب بهبود مقاومت فشاري تا ميزان 21/9 درصد و افزودن تا 2 درصد الياف موجب افت مقاومت فشاري تا ميزان 22/5 درصد در اين نوع از بتن گرديد. نتايج حاصل از آزمون هاي XRF و SEM ضمن همپوشاني با يكديگر، در هماهنگي با نتايج حاصل از آزمون مقاومت فشاري قرار داشتند.

In this research, three mixing designs were made of geopolymer concrete containing 92, 96 and 100% composite blast-furnace slag including 8, 4 and 0% nanosilica, respectively. After performing the compressive strength test and selecting one of these three designs as the optimal design in terms of superior mechanical properties, by adding 1 and 2% of polyolefin fibers to the optimal design, two more designs were made of geopolymer concrete. Concrete specimens were subjected to compressive strength tests (at 7, 28 and 90 days of curing), XRF (at 7 days of curing), and SEM (at 90 days of curing). The results were evaluated and compared with the results of a mixing design made of ordinary concrete containing Portland cement. The results of the analyses in this research exhibited the superiority in mechanical and microstructural properties of the geopolymer concrete in comparison with the ordinary concrete at all ages. At the 90-day curing age, as the best age in terms of performance, the minimum (62.43 MPa) and maximum (82.96 MPa) compressive strength values were obtained in designs 1 and 4, respectively. At this age, adding up to 8% nanosilica in geopolymer concrete enhanced the compressive strength up to 21.94% and adding up to 2% of fibers reduced the compressive strength up to 22.49% in this type of concrete. The results of XRF and SEM analyses overlapped with each other and were in accordance with the results of the compressive strength test.