بررسی خصوصیات مکانیکی و دوام نمونه‌های بتنی حاوی نانوسیلیس در شرایط اسیدی در حالت غرقابی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی عمران، موسسه غیرانتفاعی صائب، ابهر، ایران

2 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه تهران، تهران، ایران

3 استادیار گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه بین-المللی امام خمینی (ره)، قزوین، ایران

4 دانشجوی دکتری، گروه مهندسی عمران، موسسه غیرانتفاعی صائب، ابهر، ایران

چکیده

در شرایط باران اسیدی واکنش‌های فیزیکی و شیمیایی در سازه بتنی رخ می‌دهد که منجر به تغییر pHمی‌شود. زمانی که این واکنش‌ها ادامه می‌یابند بتن شروع به از دست دادن مقاومت مکانیکی خود می-کند که به ترک‌خوردگی، کاهش وزن و نهایتاً تخریب سازه منجر می-گردد. از آنجایی که در مواردی کنترل بارش اسیدی و اثرات آن بر محیط اطراف اجتناب‌ناپذیر است، تا بحال محققین مطالعات زیادی بر روی این مقوله انجام داده‌اند و راه‌کارهایی برای حذف یا کنترل اثرات آن ارائه داده‌اند. یکی از راه‌کارهای نوین در این زمینه استفاده از نانوذرات می‌باشد. در سال‌های اخیر مطالعات بر روی نانوذرات سیلیس متمرکز شده، با این هدف که بتوان با استفاده از این ماده، مشخصات بتن را بیش از پیش افزایش داد. افزودن نانو سیلیس به بتن موجب کاهش نفوذپذیری آب درون بتن و همچنین مقاومت بالاتر در برابر حمله‌های شیمیایی می‌شود. در این مقاله به بررسی مشخصات مکانیکی و دوام بتن حاوی نانوسیلیس از جمله میزان کاهش وزن، مقاومت فشاری، مقاومت الکتریکی و میزان جذب آب تحت شرایط اسیدی پرداخته می‌شود. با افزایش نانوسیلیس به بتن در شرایط معمولی، مشخصات مکانیکی بتن بهبود می‌یابد، اما با توجه به نتایج مشاهده شده، هنگام قرارگیری نمونه‌ها در شرایط اسیدی، نانوسیلیس موجود در نمونه ها با اسید واکنش داده و عملکرد نانوسیلیس در راستای بهبود خواص مکانیکی مختل می‌شود و به دلیل جایگزینی درصدی از سیمان با نانوسیلیس، مشخصات مکانیکی بتن افت می‌یابد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Investigation of mechanical properties and durability of concrete samples containing nanosilica in acidic flooded condition

نویسندگان [English]

  • Mohammad Fallahshirvani 1
  • Omid Bamshad 2
  • Mahdi Mahdikhani 3
  • Roya Sharifi 4
1 M.Sc. Student, Department of Civil Engineering, Saeb Higher Education Institute, Abhar, Iran.
2 M.Sc. Student, Faculty of Technical & Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran.
3 Assistant Professor, Department of Civil Engineering, Imam Khomeini International University (IKIU), Qazvin, Iran.
4 PhD Student, Department of Civil Engineering, Saeb Higher Education Institute, Abhar, Iran.
چکیده [English]

Under acid rain conditions, physical and chemical reactions occur in the concrete structure, which leads to a change in pH. As these reactions continue, the concrete begins to lose its mechanical strength, leading to cracking, weight loss, and eventual structural damage. Since the control of acid rain and its effects on the environment is inevitable in some cases, researchers have done many studies on this topic and have proposed solutions to eliminate or control its effects. One of the new solutions in this field is the use of nanoparticles. In recent years, studies have focused on silica nanoparticles, with the aim of using this material to further enhance the properties of concrete. The addition of nanosilica to concrete reduces the water permeability of the concrete as well as higher resistance to chemical attacks. In this paper, the mechanical properties and durability of nanosilica-containing concrete including weight loss, compressive strength, electrical resistance and water absorption under acidic conditions are investigated. By increasing nanosilica to concrete under normal conditions, the mechanical properties of concrete are improved, but according to the observed results, when the samples are placed in acidic conditions, the nanosilica in the samples reacts with acid and the performance of nanosilica improves the properties. The mechanical properties of the concrete deteriorate due to the mechanical replacement of the percentage of cement with nanosilica.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Nanosilica
  • electrical resistance of concrete
  • compressive strength of concrete
  • water absorption
  • acidic conditions

مراجع

  1. Quinn, M. L. (1989). Early smelter sites: a neglected chapter in the history and geography of acid rain in the United States. Atmospheric Environment (1967), 23(6), 1281-1292.
  2. M. Neville,"Properties of Concrete",Published by Pitman Publishing 13/11/1973 (1973).
  3. مدنی. ح، "بتن خود تراکم، خصوصیات و مقایسه آن با بتن توانمند معمولی"، پروژه تخصصی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، 1383.
  4. هورنهاد. هـ، "طراحی، ساخت و بررسی خواص مکانیکی بتن های خودتراکم"، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه شهید باهنر کرمان، 1384.
  5. صدر ممتازی. ع، فصیحی. ع، میرگذارلنگرودی. م.ع، "استفاده از نانو سیلیس برای بهبود خواص سیمان های کامپوزیت حاوی دوده سیلیسی"، هشتمین کنگره بین المللی مهندسی عمران، 1388
  6. Okochi, H., Kameda, H., Hasegawa, S. I., Saito, N., Kubota, K., & Igawa, M. (2000). Deterioration of concrete structures by acid deposition an assessment of the role of rainwater on deterioration by laboratory and field exposure experiments using mortar specimens. Atmospheric Environment,34(18), 2937-2945.
  7. Xie, S., Qi, L., & Zhou, D. (2004). Investigation of the effects of acid rain on the deterioration of cement concrete using accelerated tests established in laboratory. Atmospheric Environment, 38(27), 4457-4466.
  8. Shengyuan, Y., Zhigang, S., Xiang, L., & Yunchuan, Z. (2012). Comparative Study on Theory Model and Test Result for Dilute sulfuric Acid to Erode Concrete. Procedia Earth and Planetary Science, 5, 188-197.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار