تاثیر افزودنی‎های معدنی بر نفوذپذیری، تخلخل و مقاومت الکتریکی بتن

ارزیابی دوام بتن معمولاً با اندازه‎ گیری نفوذپذیری، تخلخل و مقاومت الکتریکی آن انجام می‎ شود. از طرفی، یکی از راه‌های افزایش دوام، به کارگیری مواد افزودنی در طرح مخلوط بتن است. از این رو، در این مقاله، به بررسی تاثیر افزودنی‎ های پوزولانی (دوده سیلیسی، خاکستر بادی و زئولیت) و پودر سنگ آهک بر نفوذپذیری، تخلخل و مقاومت الکتریکی نمونه‎ های مکعبی بتنی 28 و 120 روزه با ابعاد 15 سانتی‎ متر پرداخته شده است. برای ساخت بتن‎ ها، این افزودنی‎ ها جایگزین 5، 10، 15 و 20 درصد وزن سیمان شدند. در این مقاله، برای اندازه‎ گیری نفوذپذیری بتن از روش ابداعی محفظه استوانه‎ ای استفاده شد. نتایج به دست آمده از آزمایش‎ ها نشان دادند که جز نمونه بتنی 28 روزه که 20 درصد وزن سیمانش با پودر سنگ آهک جایگزین شده بود، سایر نمونه‎ های بتنی از نفوذپذیری و تخلخل کمتر و مقاومت الکتریکی بیشتری نسبت به نمونه بتنی بدون افزودنی برخوردار بودند. به علاوه، تخلخل حجمی در مقایسه با تخلخل سطحی محاسبه شده از تصاویر میکروسکوب الکترونی روبشی، معیار دقیق‎تری برای ارزیابی ریزساختار بتن‎ ها است. نتایج آزمایش xrd نیز بیانگر آن بودند که مواد پوزولانی با مصرف هیدروکسید کلسیم، هیدرات‎ سیلیکات کلسیم بیشتری تولید می‎ کنند که نتیجه آن کاهش نفوذپذیری و تخلخل و افزایش مقاومت الکتریکی نسبت به نمونه بتنی بدون افزودنی است. همچنین، کاهش جزئی در شدت قله‎ های هیدروکسید کلسیم و هیدرات سیلیکات کلسیم برای بتن حاوی پودر سنگ آهک مشاهده شد. این رفتار نشان ‎داد که پودر سنگ آهک عمدتاً با خاصیت پرکنندگی ذراتش سبب کاهش نفوذپذیری و تخلخل و افزایش مقاومت الکتریکی بتن می‎ شود.

the effect of mineral admixtures on permeability, porosity and electrical resistivity of concrete

evaluation of concrete durability is commonly performed by measuring its permeability, porosity and electrical resistivity. moreover, using mineral admixtures in concrete mix design is one of the methods to enhance concrete durability. for this reason, in this paper, the effect of pozzolanic admixtures (silica fume, fly ash and zeolite) and limestone powder on permeability, porosity and electrical resistivity of 28-day and 120-day cubic concrete specimens with 15cm dimension was investigated. for concrete preparation, 5%, 10%, 15% and 20% of cement mass were replaced by the same amount of these admixtures. in this paper, the innovative method of the “cylindrical chamber” was used for measuring concrete permeability. the results obtained revealed that except for the 28-day concrete specimen that 20% of its cement mass was replaced with limestone powder; other concrete specimens had lower permeability and porosity and higher electrical resistivity than the concrete specimen without admixtures. x-ray diffraction (xrd) test results also showed that pozzolanic materials produce more calcium silicate hydrates by consuming calcium hydroxide which results in the reduction of permeability and porosity and increase of electrical resistivity, compared with the concrete specimen without admixtures. in addition, a slight reduction in calcium hydroxide and calcium silicate hydrate peak intensities was observed for the concrete specimen containing limestone powder. this behavior showed that limestone powder enhances concrete durability, mainly due to filler and dilution effects.