بررسي خواص سازه اي و هيدروليكي بتن ژئوپليمر سرباره اي حاوي نانوسيليس و الياف پلي اُلفين در سدهاي بتني

Evaluate of Structural and hydraulic properties of Geopolymer Concretes blast furnace slag by using nanosilica and polyolefin fiber in Concrete Dams

در پژوهش حاضر جهت ساخت بتن ژئوپليمري بمنظور بكارگيري در سدهاي بتني، 6 طرح اختلاط شامل 288 عدد نمونه بتني از بتن كنترل حاوي سيمان پُرتلند و بتن ژئوپليمري سرباره اي حاوي0 تا 8 درصد نانوسيليس و 1 تا 2 درصد الياف پلي اُلفين تهيه گرديد كه در سنين عمل آوري 7 ، 28 و 90 روزه تحت آزمايش هاي مكانيكي و دوام قرار گرفتند، بمنظور بررسي ريزساختاري در اين پژوهش از آزمايش هاي XRF و SEM استفاده گرديد. نتايج حاكي از بهبود ميزان مقاومت فشاري، مقاومت كششي، نفوذ ناپذيري آب، عدم جذب مويينه آب براي بتن ژئوپليمري حاوي 8 درصد نانوسيليس و 2 درصد الياف پلي الفين(بعنوان طرح بهينه) نسبت به بتن كنترل، به ترتيب به ميزان 3%، 9%، 56 % و 65 برابر در سن 90 روز عمل آوري بود. در اين راستا حداكثر مقدار مقاومت فشاري و مقاومت كششي كسب شده به ترتيب 82/96 و 5/51 مگاپاسكال و حداقل ميزان نفوذ آب در بتن 13 ميليمتر و حداقل ميزان سرعت جذب مويينه آب Cm/s1/2 0/049 براي بتن ژئوپليمري بدست آمد. تصاوير SEM نشان از تقويت فرايند ژئوپليمريزاسيون به واسطه توليد ژل هاي هيدراته بيشتر و بهبود ريزساختار بتن ژئوپليمري با افزايش حضور نانو ذرات سيليس بود.

In the present study, in order to make geopolymer concrete for use in concrete dams, 6 mixing designs including 288 concrete samples of control concrete containing Portland cement and slag geopolymer concrete containing 0 to 8% nanosilica and 1 to 2% polyolefin fibers were prepared. 7, 28 and 90 days processing were subjected to mechanical and durability tests. In order to study the microstructure in this study, XRF and SEM tests were used. The results show that the compressive strength, tensile strength, water impermeability, capillary water absorption for geopolymer concrete containing 8% nanosilica and 2% polyolefin fibers (as an optimal design) compared to control concrete, by 3%, respectively, 9 %, 56% and 65 times at 90 days of processing. In this regard, the maximum values of compressive strength and tensile strength obtained were 82.96 and 5.51 MPa, respectively, and the minimum amount of water penetration in concrete was 13 mm and the minimum rate amount of water capillary absorption was 0.049 Cm/s1/2 for geopolymer concrete. SEM images showed that the geopolymerization process was enhanced by producing more hydrated gels and improving the microstructure of geopolymer concrete by increasing the presence of silica nanoparticles.