در طول سالهاي گذشته، بسياري از مواد زائد صنعتي مانند خاكستر بادي (FA)، سرباره و ديگر خاكستر هاي توليده شده از ضايعات كشاورزي مختلف مانند خاكستر سوخت روغن پالم(POFA)، خاكستر پوسته برنج (RHA) ، خاكستر پوسته بادام زميني، خاكستر پوسته ارزن و ذرت بعنوان پوزولان يا مواد سيماني ثانويه مورد آزمايش قرار گرفته اند [6-1]. اين مواد افزودني (SCMs) وقتي به نسبت مشخصي با سيمان پوزولاني معمولي (OPC) تركيب شوند نقش مهمي بازي مي كنند. معمولا مواد افزودني در بتن با تغيير ساختار منافذ موجب كاهش نفوذ پذيري شده و در نتيجه بتن مسلح مقاومت قابل توجهي در برابر خوردگي، حمله اسيدي و حمله سولفاتي از خود نشان مي دهد [7].
Shiathas و همكارانش [8] گزارش دادند كه اين مواد پوزولاني مانند سرباره آسياب شده كوره آهن گدازي (GGBS)، خاكستر پوسته برنج( RHA)، خاكستر سوخت پودر(PFA)، SF، FA، POFA به طور كلي سبب بهبود خواص دوام، كاهش اثرات زيست محيطي نامطلوب و همچنين كاهش هزينه بتن مي شود.

Hale و همكارانش [9] گزارش دادند كه جايگزيني سيمان با 25% سرباره و 15% خاكستر بادي باعث بهبود خواص دراز مدت بتن در مقاسيه با سن هاي اوليه مي شود.

Thomas و Mathews [10] پس از افزودن PFA به سيمان پرتلند عمومي (OPC) مشاهده كردند كه استحكام سيمان بهبود يافته و نفوذپذيري بتن نسبت به يون كلريد كاهش مي يابد. اين نويسندگان همچنين مشاهده كردند استحكام و منافذ بتن تهيه شده از مخلوط سه گانه سيمان پرتلند، پوسته خاكستر برنج و خاكستر سوخت پودر (PFA) بهبود مي يابد.

در مشاهده ديگري گزارش شد كه وجود PFA و SF در بتن بعنوان يك جزء افزودني به سيمان پرتلند سبب كاهش نفوذپذيري كلريد به بتن مي شود [11]. مطابق گزارشات Dhir و Byars [12] اخيرا چندين استاندارد بين المللي جهت استفاده از افزودني ها در سيمان پرتلند منتشر شده است. از اين رو استفاده از مواد پوزولاني مي تواند باعث دوام بتن شود. اين مقاله خلاصه آخرين پيشرفت ها در خصوص دوام پايدار ملات هايي است كه در آن ها از افزودني هاي پوزولاني به همراه سيمان پرتلند استفاده شده است.

 

2- دوام ملات و بتن حاوي مواد پوزولاني جايگزين شده در بخشي از سيمان پرتلند

دوام بتن به معني مقاومت در برابر تخريب تدريجي، يك مسئله اساسي است كه نشان دهنده بتن با دوام پايا، حداقل تخلخل، قابليت حفاظت بهتر در برابر خوردگي، كاهش گرماي هيدراتاسيون، بهبود مقاومت در مقابل حمله كلريدي و مقاومت بالاتر در برابر شرايط نامساعد محيطي؛ مي باشد.

مطابق گزارشات Thomas و همكارانش [14-13] استفاده از مواد پوزولاني ذكر شده داراي مزاياي فوق العاده اي است كه نه تنها باعث كاهش آلودگي محيط زيست مي شود بلكه همچنين سبب افزايش دوام بتن مي گردد.

معمولا مواد پوزولاني افزوده شده به بتن منافذ موجود را تغيير داده و سبب به حداقل رساندن نفوذپذيري آب مي شوند كه اين به نوبه خود مانع فرسايش تدريجي ناشي از آب مانند خوردگي، يخ زدگي، حمله سولفاته و حمله اسيدي مي شود  [17-15]. در اين بخش چند جنبه از دوام بتن حاوي مواد پوزولاني مورد بحث قرار گرفته است.

 

2-1- مقاومت سولفاته

با توجه به سوابق مطالعات، مقاومت بتن و ملات ساخته شده با مواد پوزولاني در برابر حمله سولفاته نسبت به بتن ساخته شده با سيمان پرتلند بيشتر است.

مطابق اظهارات Nie و همكارانش [18] خوردگي بتن بعلت حمله سولفات بصورت ترك خوردگي، ورقه ورقه شدن و انبساط نمايان مي شود. آن ها نشانه هاي فوق را بوسيله تغيير طول نمونه ها پس از غوطه وري در محلول هاي سولفاته ارزيابي كردند. طول اوليه نمونه ها اندازه گيري و سپس در محلول هاي سولفات غوطه ور گرديد. نمودار 1 تأثير خاكستر بادي و سرباره را بر روي مقاومت سولفاته نمونه هايي كه با نسبت آب به سيمان 4/0 ساخته شده اند؛ نشان مي دهد. همانگونه كه در نمودار 1 نشان داده شده است،  استفاده از افزودني هاي پوزولاني (SCMs) يا سيمان ضد سولفات (SRC) سبب كاهش انبساط نمونه ها در مقايسه با سيمان مرجع مي شود. لازم به ذكر است كه پايداري طولاني مدت نمونه هاي تهيه شده با اين افزودني ها در مقايسه با نمونه سيمان ضد سولفات و نمونه سيمان پرتلند بهتر است.

 

 

سيمان هايي كه توسط Bhatty و همكارانش [19] به منظور بررسي مقاومت سولفاته مورد ارزيابي قرار گرفتند شامل سيمان تيپI، سيمان تيپV، سيمان تيپI + 7% ميكرو سيليس و سيمان تيپI + 20% خاكستر بادي مي باشد. نمونه ها در مكعب هاي 50 ميليمتري و با نسبت آب به سيمان 5/0 تهيه شدند. سپس به منظور مشاهده تخريب فيزيكي در محلول هايي با غلظت هاي مختلف از محلول سولفات سديم به مدت 2 سال غوطه ور شدند. مشاهدات نشان داد كه بيشترين تخريب تحت تأثير غلظت محلول سولفاتي مربوط به سيمان تيپ مي باشد. بيشترين مقاومت در برابر سولفات هم مربوط به سيمان تيپI با 20% خاكستر بادي مي باشد. نتايج در جدول 1 درج شده است.

Chatveera و Lertwattanaruk  [20] از خاكستر پوسته سياه برنج (BRHA) با درصدهاي جايگزيني 0%، 10%، 30% و 50% سيمان پرتلند نسبت به كل مخلوط استفاده كردند. مقاومت سولفاته از طريق اندازه گيري انبساط و كاهش مقاومت فشاري نمونه ها مورد ارزيابي قرار گرفت. نسبت آب به سيمان 55/0 و 65/0 در نظر گرفته شد.. نمونه ها در محلول سولفات سديم 5% و محلول سولفات منيزيم 5% به مدت 180 روز غوطه ور شدند. نتايج نشان مي دهد كه انبساط و كاهش مقاومت فشاري نمونه ها با افزايش درصد جايگزيني BRHA، كاهش مي يابد.

 

جدول 1- نرخ تخريب نمونه هاي ملات غوطه ور شده در محلول سولفات سديم [19]

 

انبساط نمونه هاي تهيه شده از جايگزيني 30% و 50% خاكستر پوسته سياه برنج (BRHA) در سيمان در مقايسه با انبساط سيمان ضد سولفات كمتر است. همانگونه كه انتظار مي رفت انبساط نمونه هاي غوطه ور شده در محلول سولفات سديم بيشتر از نمونه هاي غوطه ور شده در محلول سولفات منيزيم بود. با اينحال افزايش جايگزيني خاكستر پوسته سياه برنج سبب به حداقل رسيدن كاهش مقاومت فشاري در حمله سولفات سديم مي شود. از طرف ديگر افزايش درصد جايگزيني در سيمان پرتلند منجر به حداقل رسيدن كاهش مقاومت فشاري از 0% تا 50% در مقايسه با نمونه هاي سيمان پرتلند در حمله سولفات منيزيم مي شود(نمودار 5-2). بنابراين نويسنده به اين نتيجه رسيد كه خاكستر پوسته سياه برنج مي تواند بعنوان يك افزودني پوزولاني جهت افزايش مقاومت در برابر حمله سولفات سديم، در بتن مورد استفاده قرار گيرد؛ با اين حال ممكن است در برابر حمله سولفات منيزيم مقاومت كمتري از خود نشان دهد.

 

 

تشكيل گچ و اترينجيت اغلب سبب تخريب، ترك خوردگي، ورقه ورقه شدن و انبساط در بتن سيمان پرتلند بعلت حمله سولفاتي مي شود. سولفات مي تواند با انواع ملات سيمان پرتلند واكنش هايي دهد كه منجر به تشكيل گچ و اترينجيت شود[21.22]. طبق گزارشات مهتا [23] ملات سيمان پرتلند هنگام غوطه وري در محلول سولفات سبب كاهش سختي شده و مقدار جذب آب اترينجيت را افزايش مي دهد. مسئله ديگر اين است كه انبساط و ترك خوردن در حمله سولفاتي سبب كاهش مقاومت فشاري نمونه هاي بتن از طريق كاهش انسجام ملات سيمان پرتلند و بالتبع كاهش چسبندگي بين ذرات جامد مي شود [21]. محققان ديگيري نيز در خصوص نقش خاكستر بادي بعنوان افزودني به سيمان پرتلند كه منجر به بهبود مقاومت سولفاته مي شود گزارش داده اند [26-24].

 

 

Higgins و Uren [54] همچنين افزايش مقاومت سولفاته در بتن آماده شده از نمونه هايي كه بخشي از سيمان پرتلند توسط سرباره آسياب شده كوره آهن گدازي (GGBS) جايگزين شده بود، را مورد بررسي قرار دادند. استفاده از متاكائولن و خاكستر پوسته برنج نيز مقاومت سولفاته نمونه هاي بتن را بهبود مي بخشد. استفاده از بيشتر از 15% متاكائولن در سيمان پرتلند مقاومت سولفاته قابل ملاحظه اي در محلول سولفات سديم از خود نشان ميدهد [55]. به همين ترتيب مقاومت سولفاته بتن تهيه شده از خاكستر پوسته برنج نسبت به بتن تهيه شده از ميكروسيليس داراي عملكرد بهتري است [28].

 

 

بنابراين مي توان نتيجه گرفت در صورتي كه افزودني هاي پوزولاني جايگزين بخشي از سيمان پرتلند شوند، مقاومت سولفاته بتن بطور قابل ملاحظه اي بهبود مي يابد و نهايتا منجر به استحكام و دوام خواص بتن در دراز مدت مي گردد.

 

 

2-2- نفوذ يون كلريد

ساختار متخلخل سبب جذب نمك ها در بتن مسلح مي شود كه عمدتا منجر به جابجايي يون هاي كلريد و در نتيجه ايجاد منطقه كاتدي و آنودي مي گردد.

Divsholi و همكارانش [29] نشان دادند كه جايگزيني جزئي GGBS با سيمان پرتلند، نفوذ يون كلر را بطور قابل ملاحظه اي كاهش مي دهد.

تعيين سريع نفوذپذيري كلريد (RCPT) از طريق اندازه گيري ميزان جريان عبوري (كولومب) از نمونه ها طي 6 ساعت در سن 42 روز انجام مي شود. نمودار 6 نشان مي دهد كه جايگزيني 50% GGBS در سيمان پرتلند منجر به كاهش قابل ملاحظه اي در جريان عبوري از بتن مي گردد.

 

(زمان عمل آوري 42روز) [29]

 

DUAN و همكارانش [30] بر روي ضريب انتشار يون كلريد در سن هاي طولاني مدت كار كردند. نتايج منتشر شده مطابق نمودار 7 نشان داد كه در كل سن ها، كمترين ضريب انتشار يون كلريد مربوط به نمونه هاي حاوي GGBS و متاكائولن مي باشد. بعلاوه جايگزيني 10% متاكائولن و 10% GGBS در سيمان پرتلند منجر به ايجاد مقاومت قابل ملاحظه اي در برابر نفوذپذيري يون كلريد مي شود.

 

 

KARTINI و همكارانش [31] نتايج مربوط به اندازه گيري ميزان جريان عبوري از نمونه هاي بتن را در سن هاي بالاي 365 روز مطابق نمودار 8 نشان داده اند. نتايج حاكي از آن است كه مقدار كولومب براي نمونه هاي بتن با و بدون مواد پلاستيكي (SP) بيشتر از نمونه هاي بتن حاوي خاكستر پوسته برنج است. آن ها همچنين نفوذپذيري كلريد پايين تا متوسطي را براي نمونه هاي بتن حاوي خاكستر پوسته برنج گزارش دادند. به گفته نويسنده دليل احتمالي آن اين است كه خاكستر پوسته برنج منافذ موجود در بتن را پر مي كند كه اين به نوبه خود باعث كاهش جريان عبوري مي گردد. نويسنده همچنين پيشنهاد كرده است كه جهت كاهش قابل ملاحظه ميزان جريان عبوري، مواد پلاستيكي نيز افزوده شود.

 

 

Assas و همكارانش [32] نشان دادند كه نمونه هاي بتن حاوي ميكروسيليس در برابر نفوذ يون كلر نسبت به نمونه هاي بتن حاوي خاكستر بادي عملكرد بهتري دارند (نمودار هاي 11-9). نويسنده به اين نتيجه رسيده كه جايگزيني 20% خاكستر بادي يا 10% ميكروسيليس در سيمان پرتلند سبب بهبود مقاومت بتن در برابر نفوذ يون كلر مي شود. نمونه هاي بتني كه با جايگزيني 20% خاكستر بادي در سيمان پرتلند ساخته شده اند نفوذپذيري بسيار ناچيزي در مقايسه با سيمان پرتلند در سن 28 روزه از خود نشان مي دهند. اثر خاكستر بادي در سن هاي بالاتر در نمودارهاي 10 و 11 نشان داده شده است. نمودارها همچنين نشان مي دهند كه استفاده از ميكرو سيليس نسبت به خاكستر بادي در برابر نفوذ يون كلر موثرتر است. در نسبت هاي آب به سيمان يكسان نمونه ها با جايگزيني 10% ميكروسيليس نفوذ كلر را در مقايسه با نمونه هاي بتن حاوي خاكستر بادي كمتر بالا مي برد. به نظر نويسنده علت علت آن تغيير قابل توجه منافذ نمونه هاي تهيه شده مي باشد. و در نهايت نويسنده به اين نتيجه مي رسد كه مقاومت در برابر نفوذ يون كلريد در نمونه هاي حاوي خاكستر بادي بعنوان درجه واكنش پوزولاني در سن هاي بالاتر بطور قابل ملاحظه ايي افزايش مي يابد.

 

 نمودار 9- مقدار جريان عبوري (كولومب) ابراي انواع بتن با نسبت هاي متفاوت آب به سيمان در سن 28 روزه [32]

 

 نمودار 10- مقدار جريان عبوري (كولومب) ابراي انواع بتن با نسبت هاي متفاوت آب به سيمان در سن 90 روزه [32]

 

 نمودار 11- مقدار جريان عبوري (كولومب) براي انواع بتن با نسبت هاي متفاوت آب به سيمان در سن 360 روزه [32]

 

2-3- كربناسيون

نرخ كربناسيون ملات و بتن عمدتا به خواص فيزيكي مخلوط جامد، شيمي فازهاي مخلوط، تخلخل و نفوذ مخلوط وابسته است.

Callepardi و همكارانش [33] تأثير افزودني معدني (به شكل خاكستر بادي، سرباره و سنگ آهك) را در جدول 2 نشان دادند. آن ها گزارش دادند كه در رده مقاومتي يكسان اختلاف قابل ملاحظه اي بين بتن سيمان پرتلند و بتن ساخته شده از مواد پوزولاني ذكر شده تا سطح جايگزيني 5% وجود ندارد.

Duan و همكارانش [30] عمق كربناسيون نمونه هاي بتن كه با متاكائولن و GGBS جايگزين شده بود، را اندازه گرفتند و  به اين نتيجه رسيدند كه عمق كربناسيون با افزودن متاكائولن و GGBS بطور قابل ملاحظه اي كاهش مي يابد. مطابق گزارش نويسنده مقاله علت اين پديده اين است كه هنگام توليد محصولات هيدراته بعلت واكنش پوزولاني متاكائولن و GGBS با آن، مقدار هيدروكسيد كلسيم كاهش مي يابد. بعلاوه ذرات نرم متاكائولن منافذ بين ذرات سيمان پرتلند را پر كرده كه سبب متراكم شدن بتن مي شود و در نتيجه جذب دي اكسيد كربن در منافذ نمونه هاي بتني كاهش مي يابد.

 

 

جدول 2- نرخ كربناسيون بتن با و بدون افزودني پوزولاني در سن 28 روزه با رده مقاومتي 45-40 مگا پاسكال [33]

 

YU و همكارانش [34] گزارش دادند كه هيدروكسيد كلسيم در خمير حاوي 30% خاكستر پوسته برنج از سن سه روزه شروع به كاهش مي كند و در سن 90 روزه به مقدار صفر مي رسد. مطابق مشاهدات آزمايشگاهي نويسندگان بتن خاكستر پوسته برنج، حاوي ژل C-S-H بيشتري است و پرتلندي كمتري دارد و به همين علت در برابر كربناسيون مقاومت بهتري دارد. اين مورد همچنين توسط Horsakulthai و Paopongpaiboon [35] نيز گزارش شده است.

 

2-4- مقاومت در برابر خوردگي

در ساختار بتن مسلح، مقاومت در برابر خوردگي ميلگردهاي مسلح از مسائل ضروري دوام بتن است. بنابراين تاكنون از چندين تكنيك مانند اندازه گيري خوردگي منسجم فولاد در بتن استفاده شده است.

Yahaya و همكارانش [36] گزارش دادند كه مقاومت خوردگي هم بتن ساده (P0) و هم بتن حاوي POFA (P20) را بشكل پتانسيل نيم پيل بدست آوردند كه نتايج در نمودار 12 نشان داده شده است. مقدار پتانسيل نيم پيل بتن با POFA بالاتر از بتن ساده بود كه نشان دهنده مقاومت بهتر بتن در برابر خوردگي مي باشد. POFA مقدار ژل C-S-H را افزايش مي دهد و بين حفره هاي بتن پخش مي شود كه سبب متراكم تر شدن بتن مي گردد. بنابراين اين اثر پر كنندگي خوب POFA است كه باعث استحكام مناطق بين خمير و سنگدانه ها مي شود و همچنين ساختار داخلي بتن را بهبود مي بخشد كه اين خود منجر به دوام و استحكام بالاي بتن مي گردد و همين بالا رفتن استحكام باعث ايجاد مقاومت در برابر خوردگي مي شود.

 

 

Sarawathy و Song [37] نمونه هاي استوانه ايي بتن (قطر 50 ميليمتر و ارتفاع 100 ميليمتر) با جايگزيني 5%، 10%، 15%، 20%، 25% و 30% خاكستر پوسته برنج در سيمان تهيه كردند. سپس ميلگردهايي با قطر 12 ميليمتر و ارتفاع 100 ميليمتر داخل نمونه هاي استوانه ايي بتن قرار دادند. پس از 28 روز عمل آوري، نمونه ها تحت آزمون ولتاژ قرار گرفتند. مطابق گزارش نويسنده هيچ تركي در نمونه هاي حاوي خاكستر پوسته برنج حتي پس از 144 ساعت مشاهده نشد؛ در حالي كه در نمونه سيمان پرتلند پس از 42 ساعت قرار گرفتن در محلول كلريد سديم 5% ترك هايي ديده شد.آن ها نتيجه گرفتند كه جايگزيني خاكستر پوسته برنج در سيمان پرتلند سبب تبديل شدن منافذ درشت به منافذر ريز مي شود و در نتيجه نفوذپذيري و خوردگي كاهش مي يابد.

 

2-5- مقاومت اسيدي

مقاومت اسيدي ملات و نمونه هاي بتني بر اساس تغيير وزن و تغيير مقاومت فشاري نمونه هاي غوطه ور شده در محلول اسيدي ارزيابي مي شوند.

استفاده از POFA با متوسط اندازه ذرات 45 ميكرون (POFA 45) و 10 ميكرون (POFA 10) با جايگزيني 20% وزني سيمان سبب بهبود مقاومت در برابر حمله اسيد كلردريك مي شود [38]. همانگونه كه در نمودار 13 نشان داده شده است نمونه هاي بتن حاوي POFA 10 داراي تغييرات جرم كمتري نسبت به سيمان مرجع و نيز نمونه هاي بتن حاوي POFA 45 هستند. اين اختلاف در كل دوره هاي عمل آوري مشهود است.

 

 

همچنين مطابق نمودار 14 كاهش مقاومت فشاري قابل توجهي در نمونه هاي بتني حاوي POFA 10، حاوي POFA 45 و سيمان مرجع هنگام غوطه وري در محلول اسيد كلردريك 2% مشاهده مي شود كه علت آن حمله اسيد به هيدروكسيد كلسيم (محصول هيدراتاسيون سيمان) است كه سبب تجزيه هيدروليكي، با شروع تخريب تدريجي خواص مكانيكي نمونه ها با پايه سيمان پرتلند مي شود [39].

Murthi و Sivakumar [40] گزارش دادند كه مقاومت اسيدي مخلوط سه گانه حاوي 8% ميكروسيليس و 20% خاكستر بادي نسبت به مخلوط هاي دوگانه و نيز سيمان مرجع بيشتر است. همچنين Mehta [41] نيز گزارش داد كه دوام ملات و بتن اين نمونه ها در محيط اسيدي بيشتر است. وي نمونه هاي استوانه ايي بتن از سيمان پرتلند تيپ II و سيمان پرتلند حاوي 35% خاكستر پوسته برنج تهيه كرد. نمونه ها بطور پيوسته به مدت 1500 ساعت در محلول اسيد كلردريك 5% و محلول اسيد سولفوريك 5% غوطه ور شدند. كسر جرم نمونه سيمان پرتلند و نمونه حاوي خاكستر پوسته برنج كه در محلول اسيد كلردريك 5% قرار داشتند به ترتيب 35% و 8% بود و كسر جرم اين نمونه ها در محلول اسيد سولفوريك 5% به ترتيب 27% و 13% بود [71]. نويسنده به اين نتيجه رسيد كه سيمان پرتلندي كه داراي 65-60% اكسيد كلسيم است و در محصولات هيدراتاسيون آن در حدود 25% هيدروكسيد كلسيم وجود دارد، عمدتا بتن آن مقاومت ضعيفي در محيط هاي اسيدي دارد؛ در صورتي كه سيمان پرتلند حاوي خاكستر پوسته برنج داراي 40-20% اكسيد كلسيم داشته و داراي مقدار جزئي هيدروكسيد كلسيم ناشي از هيدراتاسيون است.

 

 

ميكروسيليس، خاكستر باد و سرباره سبب توليد ژل بيشتر و كاهش هيدروكسيد كلسيم مي شوند، در نتيجه افزودن مواد پوزولاني به سيمان سبب بالا رفتن استقامت بتن در محيط هاي اسيدي مي گردد. از طرف ديگر آب شدن يخ و تبخير آب خالص سبب حل شدن دي اكسيد كربن در هيدروكسيد كلسيم شده كه اين منجر به فرسايش تدريجي بتن مي گردد [42]. جايگزيني جزئي متاكائولن در سيمان پرتلند مي تواند بطور قابل توجهي عمر بتن در برابر حملات اسيدي را افزايش دهد [19]. نويسندگان [42] گزارش دادند كه بتن توليد شده از جايگزيني 10% متاكائولن در سيمان پرتلند بطور چشمگيري مقاومت سيمان را در برابر حملات اسيدي بالا مي برد. بنابراين مي توان نتيجه گرفت كه ملات و بتن تركيب شده با مواد پوزولاني داراي مقاومت بالاتري در برابر حملات اسيدي هستند.

 

3- نتيجه گيري

با بررسي نتايج منتشر شده مي توان به نتيجه گيري هاي ذيل رسيد.

- تحقيقات گسنرده انجام شده نشان داد كه استفاده از حجم بالايي از مواد پوزولاني به همراه سيمان پرتلند مانند سرباره، خاكستر سوخت روغن پالم (POFA)، خاكستر بادي (FA)، ميكروسيليس (SF)، متاكائولن(MK)، خاكستر پوسته برنج (RHA) و... سبب خواص دوام بهتر (مانند مقاومت سولفاته، كربناسيون، نفوذپذري يون كلر، مقاومت در برابر خوردگي و مقاومت در برابر حملات اسيدي) ملات و بتن مي گردد.

- اگرچه بين محققان اختلاف نظر وجود دارد، با اين وجود اكثر تحقيقات نشان مي دهد كه استفاده از مواد پوزولاني سبب دوام ملات و بتن مي گردد.

- برخي محققان خواص دوام چشمگيري را در درصدهاي مختلف مواد پوزولاني جايگزين شده در سيمان پرتلند نشان دادند.

- لازم به ذكر است كه استفاده از مواد پوزولاني دو مزيت دارد: اولا منجر به كاهش هزينه مواد ساختماني مي شود؛ ثانيا مشكلات مربوط به دفع مواد زايد را به حداقل مي رساند.

- علاوه بر اين، مصرف موثر مواد پوزولاني به عنوان جايگزيني بخشي از سيمان يك گام ارزشمند در راستاي بهبود خواص دوام ملات و بتن خواهد بود.

 

4- توصيه هايي براي تحقيق در آينده

با توجه به شكاف موجود در مطالعات قبل، پيشنهاد مي شود موارد ذيل در تحقيقات آينده مد نظر قرار گيرد.

- مطالعه مقايسه ايي روي مواد پوزولاني مختلف به منظور تصميم گيري بهتر در خصوص دوام بتن.

- قرار دادن نمونه هاي حاوي مواد پوزولاني در معرض شرايط محيطي مختلف به منظور بررسي خواص دوام بتن.

- بررسي استحكام خواص دوام ملات و بتن حاوي مواد پوزولاني مختلف.

- دوام تركيبات پوزولاني نسبت به نفوذپذيري در صنعت، آب و پسماند كارخانه ها.

- دوام ملات يا بتن حاوي افزودني هاي پوزولاني، سيمان، ميلگرد فولادي با يا بدون استفاده از سنگدانه مي تواند مورد آزمون قرار گيرد.

- دوام ملات يا بتن مخلوط هاي سه گانه يا چهار گانه جهت رسيدن به بهترين نسبت اختلاط مي تواند مورد بررسي قرار گيرد.

- جهت رسيدن به بهترين دوام، طراحي مخلوط بهينه (آب يا نسبت اختلاط) ملات و بتن حاوي مواد پوزولاني مورد تحقيق قرار گيرد.

- خواص دوام ملات يا بتن حاوي افزودني پوزولاني در دماي هاي مختلف عمل آوري مي تواند مورد بررسي قرار گيرد.

 مولف : سركار خانم سميه منصوري

5- مراجع

 

[1] K.Y. Ann, H.Y. Moon, Y.B. Kim, J. Ryou, Durability of recycled aggregate concrete using pozzolanic materials, Waste Manage. 28 (2008) 993–999.

[2] S. Rukzon, P. Chindaprasirt, Use of waste ash from various by-product materials in increasing the durability of mortar, Songklanakarin J. Sci. Technol. 30 (2008) 485–489.

[3] S. Rukzon, P. Chindaprasirt, Use of rice husk-bark ash in producing selfcompacting concrete, Adv. Civ. Eng. (2014) 429727.

[4] M.C. Chi, J.J. Chang, R. Huang, Strength and drying shrinkage of alkali-activated slag paste and mortar, Adv. Civ. Eng. (2012) 579732.

[5] A.A. Awal, M.W. Hussin, Strength, modulus of elasticity and shrinkage behaviour of POFA concrete, Malays. J. Civ. Eng. 21 (2009) 125–134.

[6] T.R. Naik, S.S. Singh, Use of high-calcium fly ash in cement-based construction materials, in: Proceedings of the Fifth CANMET/ACI International Conference on Fly Ash, Silica Fume, Slag and Natural Pozzolans in Concrete, Milwaukee, USA, 1995.

[7] M.A. Adole, W.E. Dzasu, A. Umar, O.M. Oraegbune, Effects of groundnut husk ash-blended cement on chemical resistance of concrete, ATBU J. Environ. Technol. 4 (2012) 23–32.

[8] C. Shiathas, T.Z. Muntasser, S.O. Nwaubani, A comparative study of the properties and durability of binary and  ternary cementitious systems, ACI Spec. Publ. 212 (2003).

[9] W.M. Hale, S.F. Freyne, T.D. Bush Jr., B.W. Russell, Properties of concrete mixtures containing slag cement and fly ash for use in transportation structures, Constr. Build. Mater. 22 (2008) 1990–2000.

[10] M.D.A. Thomas, J.D. Mathews, Performance of fly ash concrete in UK structures, ACI Mater. J. 90 (1993) 586–593.

[11] M.I. Khan, S. Alsayed, Prediction of chloride permeability of high performance concrete. International association for bridge and structural engineering, in: IABSE symposium report 86 (2002) 77–83.

[12] R.K. Dhir, E.A. Byars, PFA concrete: permeation properties of cover to steel reinforcement, Cem. Concr. Res. 23 (1993) 554–566.

[13] M. Thomas, R.D. Hooton, C. Rogers, B. Fournier, 50 years old and still going strong, Concr. Int. 34 (2012) 35–40.

[14] M. Thomas, Field studies of fly ash concrete structures containing reactive aggregates, Mag. Concr. Res. 48 (1996) 265–279.

[15] S.E. Wallah, B.V. Rangan, Low-Calcium Fly Ash-Based Geopolymer Concrete: Long-Term Properties. Res. Report-GC2, Curtin University, Australia, 2006, pp. 76–80.

[16] A. Meena, R. Singh, Comparative study of waste glass powder as pozzolanic material in concrete (Doctoral dissertation), National Institute of Technology, Rourkela, India, 2012.

[17] R.B. Polder, Effects of slag and fly ash on reinforcement corrosion in concrete in chloride environment-Research from the Netherlands, Heron 57 (2012) 197.

[18] Q. Nie, C. Zhou, X. Shu, Q. He, B. Huang, Chemical, mechanical, and durability properties of concrete with local mineral admixtures under sulfate environment in northwest China, Materials 7 (2014) 3772–3785.

[19] J. Bhatty, P. Taylor, Sulfate Resistance of Concrete Using Blended Cements or Supplementary Cementitious Materials. No. PCA R&D Serial No. 2916a, 2006.

[20] B. Chatveera, P. Lertwattanaruk, Evaluation of sulfate resistance of cement mortars containing black rice husk ash, J. Environ. Manage. 90 (2009) 1435–1441.

[21] F.M. Lea, The Chemistry of Cement and Concrete, Edward Arnold, London, 1970.

[22] A.M. Neville, Properties of Concrete (fourth and final ed.), Longman Group, Essex, England, 2000. Pearson Education.

[23] P.K. Mehta, Mechanism of sulfate attack on Portland cement concrete-Another look, Cem. Concr. Res. 13 (1983) 401–406.

[24] V.M. Malhotra, P.K. Mehta, High Performance, High-Volume Fly Ash Concrete: Materials, Mixture Proportioning, Properties, Construction Practice, and Case Histories, Supplementary Cementing Materials for Sustainable Development Inc., Ottawa, 2002.

[25] P.J. Tikalsky, R.L. Carrasquillo, Influence of fly ash on the sulfate resistance of concrete, ACI Mater. J. 89 (1992) 69–75.

[26] K. Torii, K. Taniguchi, M. Kawamura, Sulfate resistance of high fly ash content concrete, Cem. Concr. Res. 25 (1995) 759–768.

 [27] <https://www.metakaolin.info>, 30 September, 2012.

[28] <http://www.silica-fume-concrete.com/newspage-1.html>, 30 September, 2012.

[29] B.S. Divsholi, T.Y.D. Lim, S. Teng, Durability properties and microstructure of ground granulated blast furnace slag cement concrete, Int. J. Concr. Struct. Mater. 8 (2014) 157–164.

[30] P. Duan, Z. Shui, W. Chen, C. Shen, Enhancing microstructure and durability of concrete from ground granulated blast furnace slag and metakaolin as cement replacement materials, J. Mater. Res. Technol. 2 (2013) 52–59.

[31] K. Kartini, Rice husk ash-pozzolanic material for sustainability, Int. J. Appl. Sci. Technol. 1 (2011) 169–178.

[31] M.M. Assas, Assessment of the transport properties and strength of concretes having different mix proportions, silica fume and fly ash additions, Jordan J. Civ. Eng. 6 (2012) 340–352.

[33] M. Collepardi, S. Collepardi, J.O. Olagot, E. Simonelli, The influence of slag and fly ash on the carbonation of concrete, ACI Spec. Publ. 221 (2004).

[34] Q. Yu, K. Sawayama, S. Sugita, M. Shoya, Y. Isojima, The reaction between rice husk ash and Ca(OH)2 solution and the nature of its product, Cem. Concr. Res. 29 (1999) 37–43.

[35] V. Horsakulthai, K. Paopongpaiboon, Strength, chloride permeability and corrosion of coarse fly ash concrete with bagasse-rice husk-wood ash additive, Am. J. Appl. Sci. 10 (2013) 239–246.

[36] F.M. Yahaya, K. Muthusamy, N. Sulaiman, Corrosion resistance of high strength concrete containing palm oil fuel ash as partial cement replacement, Res. J. Appl. Sci. Eng. Technol. 7 (2014) 4720–4722.

[37] V. Saraswathy, H. Song, Corrosion performance of rice husk ash blended concrete, Constr. Build. Mater. 21 (2007) 1779–1784.

[38] A. Budiea, M. Hussin, K. Muthusamy, M. Ismail, Performance of high strength POFA concrete in acidic environment, Concr. Res. Lett. 1 (2010) 14–18.

[39] V. Zivica, Acidic attack of materials based on the novel use of silica fume in concrete, Constr. Build. Mater. 13 (1999) 263–269.

[40] P. Murthi, V. Sivakumar, Studies on acid resistance of ternary blended concrete, Asian J. Civ. Eng. 9 (2008) 473–486.

[41] P.K. Mehta, Properties of blended cements made from rice husk ash, Am. Concr. Inst. 74 (1977) 440–442.

[42] J.B. Newman, B.S. Choo, Advanced Concrete Technology, Butterworth-Heinemann, 2003.

 [43] M.M. Hossain , M.R. Karim , M. Hasan, M.K. Hossain, M.F.M. Zain, Durability of mortar and concrete made up of pozzolans as a partial replacement of cement: A review, Construction and Building Material 116 (2016) 128-140 (Original Refrence)