مطالعه ی ترمودینامیکی و سینتیکی عملکرد سیمان lc3 طی حمله ی سولفاتی

بتن از پرکاربردترین و مهم‌‌ترین مصالح در بحث ساخت ‌‌و ساز است. یکی از موضوعات پر اهمیت در طراحی و ساخت سازه‌‌های بتنی، عمر سرویس‌‌دهی آن‌‌ها است. حمله‌‌ی سولفاتی در بتن، از شناخته‌‌شده‌‌ترین خرابی‌‌های بتن است که باعث کاهش عمر سرویس‌‌دهی سازه‌‌های بتنی می‌‌شود. در این مطالعه، سیمان‌‌ lc3 (جایگزینی بخشی از کلینکر با رس‌‌کلسینه‌‌شده و سنگ‌‌ آهک)، به عنوان راه‌‌حل موثری برای افزایش پایایی سیمان در محیط‌‌های غنی از سولفات و همچنین، کمک به مسائل زیست محیطی حاصل از کاهش نیاز به کلینکر مصرفی، مورد توجه قرار گرفته‌‌است. مطالعه‌‌ی ترمودینامیکی در باب ارزیابی عملکرد سیمان‌‌ lc3 در برابر حمله‌‌ی سولفاتی، با در نظر گرفتن پارامتر زمان، با استفاده از نرم‌‌افزار ترمودینامیکی، انجام شده‌‌است. مقایسه‌‌ی نتایج حاصل از شبیه‌‌سازی ترمودینامیکی با سایر مطالعات حاکی از دقت و صحت شبیه‌‌سازی‌‌های انجام شده‌‌است. در این مطالعه، بررسی نتایج منجر به معرفی مراحل مختلف سینتیکی تغییرات فازهای اترینگایت و گچ به عنوان محصولات اصلی حمله‌‌ی سولفاتی شد. بررسی نمودارهای تغییرات سینتیکی فازهای اترینگایت و گچ حاکی از آن است که افزایش دو پارامتر درصد جایگزینی سیمان و نسبت مقدار رس‌‌کلسینه‌‌‌‌شده به مجموع رس‌‌کلسینه‌‌‌‌شده و سنگ‌‌ آهک، سبب کاهش میزان و نرخ تولید دو فاز مخرب اترینگایت و گچ در طی حمله‌‌ی سولفاتی می‌‌شود. . همچنین، مقدار پارامتر نسبت مقدار رس‌‌کلسینه‌‌‌‌شده به مجموع رس‌‌کلسینه‌‌‌‌شده و سنگ‌‌ آهک، برابر با 0.6، به عنوان نسبت بهینه‌‌ی جایگزینی رس‌‌کلسینه‌‌شده و سنگ آهک در سیمان lc3، معرفی شد.

thermodynamic and kinetic study of lc3 cement during sulfate attack

concrete is the most common materials for the construction. one of the most important issues about the concrete construction design is the service life of structure. the concrete sulfate attack as the well-known concrete deterioration problem reduces the service life of concrete structures. in this study, lc3 cement (limestone calcined clay cement) as an eco-friendly cement due to the reduction of clincker demand, and also as an effective solution for the increasing the cement durability in sulfate-rich environments has been studied. a thermodynamic simulation has been conducted to evaluate the performance of lc3 cement (limestone calcined clay cement) against the sulfate attack, with the consideration of the time parameter, using a thermodynamic software. the simulation results are compared with experimental and modeling results to the confirmation of present model accuracy. the comparison of result shows the suitable conformity. in this study, different kinetics level for ettringite and gypsum (as the main products of sulfate attack) formation has been introduced. analyzing kinetics diagrams show that high calcined clay/ calcined clay + limestone ratio leads to reduction of ettringite and gypsum formation amount and formation rate during the sulfate attack, however calcined clay/ calcined clay + limestone ratio of 0.6 could be consider as the optimal ratio because of better kinetics performance.