بررسی آزمایشگاهی خصوصیات مکانیکی بتن متخلخل سرباره‌ای قلیا فعال

در راستای رسیدن به محیط زیستی سالم و بدون آلاینده‌هایی همچون گازهای گلخانه‌ای و همچنین حل مشکل کم آبی و کاهش آب‌های زیر زمینی و در جهت استفاده از فرآورده‌های جانبی تولید شده در زمان فرآوری مصالحی همچون آلیاژهای آهن، فولاد و مس و ... از بتن قلیا فعال با پایه سرباره در صنعت ساخت و ساز استفاده می‌شود. بتن متخلخل دارای مزایای اقتصادی و محیط زیستی همچون جلوگیری از بروز آب گرفتگی در معابر به هنگام بارندگی و افزایش ذخایر آبهای زیرزمینی و مواردی دیگر است. بتن قلیا فعال با پایه سرباره از طریق فعال سازی پوزولان‌های طبیعی و پسماندهای صنعتی حاوی سیلیکات سدیم با محلول‌های سیلیکات قلیایی و هیدروکسید قلیایی عمل آوری می‌شوند. در این پژوهش نحوه عملکرد بتن متخلخل سرباره‌ای قلیا فعال با مقادیر متفاوت مولاریته سدیم هیدروکسید و نسبت‌ ترکیب‌های متفاوت سدیم هیدروکسید به سدیم سیلیکات که همراه با سرباره کوره بلند آهنگدازی به دست آمده است از لحاظ خواص مکانیکی مورد بررسی قرار می‌دهد بدین صورت که میزان مقاومت فشاری، خمشی و نفوذپذیری نمونه‌ها آزمایش قرار گرفت. آزمایش‌ها بر روی 9 سری نمونه با سه غلظت 8، 12و 16 مولار محلول هیدروکسید سدیم و سه نسبت ترکیبی سیلیکات سدیم به هیدروکسید سدیم 1، 2و 3 در سنین 7، 14 و 28 روزه انجام گرفت. بررسی نتایج آزمایشگاهی نشان می‌دهد که این نوع بتن مقاومت اولیه خوبی کسب کرده است. مقاومت فشاری این بتن در سن 14 روزگی و مقاومت خمشی آن در سن 7 روزگی به 75 درصد از مقاومت 28 روزگی خود رسیده است که دستیابی به این میزان در این سن قابل توجه است. با افزایش مقادیر مولاریته و نسبت ترکیب سدیم سیلیکات به سدیم هیدرکسید این بتن با افزایش مقاومت فشاری و خمشی همراه شده است به گونه‌ای که با افزایش نسبت سدیم سیلیکات به سدیم هیدروکسید مقادیر سبب 20 تا 25 درصد افزایش در میزان مقاومت فشاری و 9 تا 13 درصد افزایش در میزان مقاومت خمشی شده ‌است. این در حالیست که هرچه مولاریته محلول هیدرومسید سدیم و نسبت ترکیب سدیم سیلیکات به سدیم هیدروکسید افزایش یابد باعث کاهش نفوذپذیری بتن شده است .

experimental study on the mechanical properties of alkali-activated slag porous concrete

alkali-activated concretes with slag base as new materials could be used to achieve a healthy environment without pollutants such as greenhouse gases and to solve the problems of water shortage and groundwater resources and use by-products produced during the processing of materials such as iron, steel and copper alloys for construction projects. on the other hand, porous concretes have economic and environmental potentials such as preventing flooding, increasing groundwater reserves, decreasing the flow of surface water. slag-based alkali-activated concretes have been synthesized by natural pozzolans and industrial wastes such as sodium silicate with alkaline silicate and alkali hydroxide solutions. in the current study, the performance of alkali-activated porous concrete with the different amounts of sodium hydroxide molarity and the ratio of sodium hydroxide to sodium silicate has been investigated in terms of mechanical properties such as compressive strength. the flexibility and permeability of the specimens were also investigated. the tests have been performed on 9 series of samples with three values of 8, 12 and 16 molar of sodium hydroxide and three ratios of sodium silicate to sodium hydroxide 1, 2 and 3 under curing times of 7, 14 and 28 days. the test results show that the alkali-activated porous concrete indicated a higher initial strength compared to conventional porous concretes. the compressive strength at curing time of 14 days and flexural strength at curing time of 7 days were about 75% of its strength at curing time of 28 days which is significant. the compressive and flexural strengths have been increased with the increasing of molarity and the ratio of sodium silicate to sodium hydroxide about 20 to 25% and 9 to 13%, respectively. however, the permeability decreases with the increasing of molarity of sodium hydroxide solution or the ratio of sodium silicate to sodium hydroxide.