شبیه سازی ترمودینامیکی حمله سولفاتی در ملاتهای سیمانی

حمله سولفاتی مجموعه ای از واکنش های شیمیایی و فیزیکی است که بین خمیر سیمان سخت شده و یون های سولفات رخ می دهد. نفوذ یون های سولفات به داخل مواد سیمانی منجر به تشکیل فازهایی همچون گچ و اترینگایت می شود که انبساط و خرابی بتن را به دنبال دارند. در این تحقیق از شبیه سازی ترمودینامیکی بر اساس روش به حداقل رساندن انرژی آزاد گیبس، برای درک بهتر حمله سولفات خارجی و رفتار خمیر سیمان سخت شده در نمونه های ساخته شده از سیمان پرتلند معمولی و سیمان های آمیخته با خاکستر پوسته برنج، استفاده شده است. با کمک این روش علاوه بر بررسی غلظت محلول منفذی و نوع و حجم فازهای تشکیل شده طی حمله سولفاتی، عوامل دیگری ازجمله تاثیر خاکستر پوسته برنج، درصد بهینه جایگزینی آن و غلظت های مختلف محلول سولفات سدیم موردمطالعه قرارگرفته اند. شبیه سازی خمیر سیمان سخت شده در محلول سولفات سدیم با غلظت های 4 و 44 گرم بر لیتر انجام شده و جایگزینی 10 و 15 درصد خاکستر پوسته برنج در نظر گرفته شده است. نتایج ارائه شده به وضوح نشان می دهد که غلظت محلول سولفاتی در نوع و حجم فازهای تشکیل شده، به ویژه گچ و اترینگایت، تاثیرگذار است؛ در غلظت های پایین، 4 گرم بر لیتر، تشکیل گچ مشاهده نشده است. خاکستر پوسته برنج در 15 درصد جایگزینی، آب آهک را به طور کامل مصرف و بیشترین حجم ژل سیلیکاتی را تولید می کند و از این درصد به بالا دیگر تاثیر قابل توجهی در ژل سیلیکاتی که عمده مقاومت خمیر سیمان را تامین میکند، ندارد. به طور کلی نتایج شبیه سازی با مطالعات و نتایج آزمایشگاهی که ریزساختار را بررسی نموده اند، تطابق خوبی دارد.