ارزیابی ریزساختار بتن های ژئوپلیمری در مقایسه با بتن های سیمانی در حرارت بالا

ژئوپلیمرها با توجه به ساختار آمورف و شبکه های سه بعدی آلومینوسیلیکاتی، رفتار پایدارتری را در مقایسه با بتن سیمانی تحت حرارت زیاد از خود نشان می دهد. اما حرارت زیاد موجب تغییرات زیرساختاری و کاهش مقاومت فشاری بتن با سیمان پرتلند سیمانی می شود؛ نانوساختارهای هیدرات سیلیکات کلسیم (C-S-H) و هیدرات آلومینوسیلیکات کلسیم (C-A-S-H) محصول واکنش های هیدراتاسیون و ژئوپلیمرازاسیون است که نقش اساسی در افزایش مقاومت بتن ژئوپلیمری و سیمانی دارد؛ اما حرارت چه در حالت ناپایدار چه در حالت پایدار موجب تغییر در مشخصات مکانیکی و ریزساختار بتن می شود. بر این اساس به منظور درک عمیق تر از تغییر رفتار نانوساختارهای C-S-H و C-A-S-H بتن بر اثر اعمال حرارت های زیاد، بتن ژئوپلیمری با بتن سیمانی مورد مقایسه قرار گرفته است. در این راستا حدود ۱۰۰ نمونه که به مدت ۳، ۱۴ و ۲۸ روزه در حمام رطوبت عمل آوری شده و سپس همه آزمونه ها به مدت ۳ ساعت در دماهای ۲۵، ۱۰۰، ۳۰۰، ۵۰۰، ۷۰۰ و ۹۰۰ درجه سلسیوس قرار گرفته بررسی شده و سپس مقاومت فشاری، میزان جذب آب و درصد تغییرات وزنی آنها مورد بررسی قرار گرفته است. بر اساس نتایج این پژوهش با افزایش درجه حرارت مقاومت هر دو نوع بتن کاهش می یابد. با افزایش دما به بیش از ۶۰۰ درجه سلسیوس ساختار بتن ژئوپلیمری تبدیل به ساختار سرامیکی متخلخل و نیمه پایدار میشود. این تغییر در ساختار سرامیکی باعث ایجاد تفاوت در مقاومت فشاری بتن ژئوپلیمری نسبت به بتن سیمانی تحت حرارت زیاد شده است. برای تجزیه تحلیل رفتار ریزساختاری آزمونه ها در دماهای مختلف از تصاویر میکروسکوپ الکترونیکی رویشی (SEM) و طیف سنجی پراش انرژی پرتوایکس (EDX) استفاده شد.

Keywords:

بتن سیمانی , بتن ژئوپلیمری , مقاومت فشاری , حرارت زیاد , نانوساختار C-A-S-H , نانوساختار C-S-H