مقاله رایگان درباره استحکام بخشی، زمان واکنش، هیدرولیک

دانلود پایان نامه ارشد

ی آلومیناتی نقش بسیار مهمی را در هیدراسیون اولیه سیمان بازی میکنند و اگر مقدار این ترکیبات در مخلوط کاهش یابد از میزان واکنشهای هیدراسیون اولیه هم کاسته شده که با توجه به اینکه این واکنشهای هیدراسیون اولیه شامل جابجاییهای یونی بین محلول منفذی و ذرات جامد هستند به شکل کاستن از pH و همچنین هدایت الکتریکی نمود پیدا میکند ]84-83[.

جدول 4-4. جدول آزمایشهای صورت گرفته بر دوغاب؛ زمان ریزش، قلیاییت (pH) و هدایت الکتریکی.
نام ترکیب
زمان ریزش
(ثانیه)
pH

هدایت الکتریکی (mS/C)

10 دقیقه
60 دقیقه

10 دقیقه
60 دقیقه
مرجع (Ref)
15/7
97/12

02/10

BOF10
29/8
71/12
90/12

06/9
54/9
BOF20
03/9
20/12
92/12

21/8
01/9
BOF30
67/11
28/12
96/12

65/7
60/8
EAF10
82/5
79/12
80/12

96/9
02/10
EAF20
07/5
77/12
75/12

33/9
32/9
EAF30
86/4
78/12
64/12

90/8
93/8
GBF10
78/6
74/12
85/12

29/9
72/9
GBF20
33/6
72/12
80/12

56/8
86/8
GBF30
97/5
68/12
76/12

93/7
80/7

4-2-3 هدایت الکتریکی دوغاب
تغییرات هدایت الکتریکی هم به نوعی بازتابکننده تغییرات فیزیکی و شیمیایی رخ داده در حین واکنشهای ذرات سیمانی و آب در دوغابهای سیمانی میباشد و بعنوان روشی برای نشان دادن میزان هیدراسیون دوغابهای سیمانی مورد استفاده قرار میگیرد. محققان گزارش دادهاند که مقاومت الکتریکی بتن با افزایش نسبت سرباره به سیمان افزایش مییابد و استفاده از سرباره در سیمان باعث تغییر ریزساختار شده که این باعث اصلاح تخلخلها میشود ]82-80[.
در این قسمت هم همانند بخش 4-3 دو نکته قابل تأمل است یکی کاهش هدایت الکتریکی (افزایش مقاومت الکتریکی) با افزایش درصد سرباره در مخلوط و دیگر اینکه، با گذشت زمان بدلیل کامل شدن واکنشهای اولیه هیدراسیون در هدایت الکتریکی نمونهها با یک افزایش مواجه میشود. در مورد نمونه مرجع (OPC) هم بدلیل اینکه نمونه پس از 60 دقیقه زمان، تا حدود زیادی خودش را گرفته و از حالت دوغاب خارج شده بود بدست آوردن عدد دقیقی برای pH و هدایت الکتریکی امکانپذیر نبوده از اینرو عدد مربوطه در جدول درج نشد.

4-3 نتایج زمانهای گیرش نمونههای خمیر
زمان گیرش اولیه مدت زمان سپری شده از لحظه اختلاط آب و سیمان میباشد که از این به بعد رشد کریستالهای ناشی از هیدراسیون سیمان به اندازهای است که روانی خمیر رو به کاهش میگذارد. گیرش اولیه سیمان بر اثر واکنش تری کلسیم سیلیکات صورت میگیرد. غلظت مخلوط (میزان نسبت آب به سیمان) در بررسی زمانهای گیرش بایستی با مقدار آب مشخصه (غلظت نرمال) متناسب باشد، تا نتایج این آزمایش برای نمونههای مختلف سیمان پرتلند قابل مقایسه با یکدیگر بوده و یا بتوان این آزمایش را برای یک نمونه سیمان مشخص نسبت به مقادیر قید شده در مشخصات کارخانهای آن محک زد. عموماً زمان گیرش سیمان با افزایش دما کاهش مییابد، اما در دمای بالاتر ازºC 30 اثر معکوسی را میتوان مشاهده نمود، چرا که مانع از انجام شدن کامل واکنشهای هیدراسیون و سخت شدن در فازهای سیمانی میشود.

جدول 4-5. زمانهای گیرش اولیه و نهایی خمیرهای سیمانی حاوی مقادیر مختلف سرباره.
نام ترکیب
زمان گیرش (دقیقه : ساعت)

اولیه
نهایی
مرجع (Ref)
03:00
04:38
BOF10
03:35
05:15
BOF20
03:20
05:06
BOF30
03:17
04:59
EAF10
03:24
05:00
EAF20
03:40
05:27
EAF30
03:55
05:40
GBF10
04:11
05:52
GBF20
03:53
05:45
GBF30
03:21
05:25

نمودارهای ترسیم شده توسط نرم افزار Microsoft Excelجهت مقایسه نتایج بصورت شکل های 4-4 تا 6 میباشند. فازهای الیت (C3S) و بلیت (C2S) موجود در کلینکر عوامل اصلی در استحکام بخشی به ملات بوده که علاوه بر آن C3S مسئول افزایش استحکام در مراحل اولیه گیرش و سخت شدن خمیر سیمان بوده و ژل سیلیکات کلسیم هیدراته (C-S-H) را بوجود میآورد. پس حضور این فازها بر خواص گیرشی سیمان اثر مستقیم داشته و هرگونه کاهش در مقدار آنها یا کم شدن قدرت واکنشپذیریشان خواص را تغییر میدهد. از اینرو، وقتی سرباره جایگزین سیمان معمولی میشود از میزان این فازهای فعال کاسته شده و فازهای ضعیفتر C2S- β و γ و همچنین مقادیری فاز غیر فعال RO در ترکیب جایگزین میشوند.

شکل 4-4. نمودار زمانهای گیرش اولیه و نهایی نمونههای حاوی مقادیر مختلف سرباره کنورتور.

شکل 4-5. نمودار زمانهای گیرش اولیه و نهایی نمونههای حاوی مقادیر مختلف سرباره کوره قوس الکتریکی.

شکل 4-6. نمودار زمانهای گیرش اولیه و نهایی نمونههای حاوی مقادیر مختلف سرباره گرانوله شده کوره بلند.

همانطور که در شکل 4-4 مشخص است افزودن سرباره کنورتور به ترکیب ابتدا باعث افزایش زمان گیرش میشود و در نمونه BOF10 بیشترین زمان گیرش را چه برای گیرش اولیه و چه گیرش نهایی مشاهده میکنیم، دلیل این امر تا حدود زیادی به کاستن از فازهای فعال سیمانی و ناشی از جایگزینی آنها با سرباره بر میگردد. اما پس از آن با افزودن مقادیر بیشتر سرباره در ترکیب مشاهده میشود که زمان گیرش کاهش مییابد. با نگاهی به ترکیب شیمیایی و فازهای موجود در این نوع سرباره متوجه میشویم که حضور آهک و همچنین فاز پرتلندیت در ترکیب سرباره کنورتور باعث جذب آب بیشتر شده، یعنی همان موضوعی که در بخش 4-2 به آن اشاره شد و باعث کاهش سیالیت و افزایش زمان ریزش نمونه شد. این نوع گیرش به گیرش کاذب معروف است.
گیرش کاذب به سفت شدن غیر معمول و زودرس سیمان طی گذشت چند دقیقه بعد از مخلوط شدن با آب گفته میشود. تفاوت گیرش کاذب و گیرش آنی در آن است که در گیرش کاذب مقدار قابل توجهی حرارت ایجاد نمیگردد و این به معنای انجام نشدن کامل واکنشهای هیدراسیون است، ولی در گیرش آنی مقدار زیادی حرارت تولید میگردد. از طرف دیگر در گیرش کاذب با بهم زدن سیمان بدون اضافه کردن آب دوباره حالت خمیری بدست میآید در حالیکه در گیرش آنی حالت خمیری فقط با اضافه کردن آب در حین مخلوط کردن میسر میشود. به عنوان مثال بر طبق استاندارد 389 ایران زمان گیرش اولیه استاندارد برای سیمان پرتلند نوع I و III تفاوتی ندارد گرچه روند سخت شدن این دو سیمان با یکدیگر بسیار متفاوت است.
گیرش کاذب میتواند به علت وجود گچ در سیمان یا قلیاییهای موجود در سیمان و یا فعال شدن C3S  به وسیله هوا زدگی در رطوبت نسبتاً بالا باشد. از جمله دلایل گیرش کاذب میتوان به:
سنگ گچ وقتی که با کلینکر داغ توأماً آسیاب میشوند آب خود را از دست میدهد، در این حالت گچ یا آنیدریت تشکیل شده و وقتی که سیمان با آب مخلوط میشود این ترکیبات هیدراته شده و مجدداً بصورت سنگ گچ در میآیند. در این حالت گیرش سریع گچ رخ میدهد و در نتیجه خمیر سفت میشود.
دلیل دیگر گیرش کاذب را میتوان در ارتباط با قلیاییهای موجود در سیمان دانست که در مدت نگهداری در انبار کربناته میشوند. کربناتهای قلیایی با Ca(OH)2 که در اثر هیدرولیز آزاد میشود تشکیل CaO  میدهند. رسوب نمودن این محصول سبب سختی خمیر میگردد.
همچنین گفته شده است که گیرش کاذب میتواند ناشی از فعال شدن بوسیله هوازدگی در رطوبت نسبتاً بالا باشد. آب بر روی سطح ذرات سیمان جذب میشود و این سطوح تازه فعال شده میتوانند در جریان مخلوط کردن با آب بیشتری به سرعت ترکیب شوند، در نتیجه این هیدراسیون موجب گیرش کاذب میگردد.
در شکل 4-5 مشاهده میشود که افزایش سرباره کوره قوس الکتریکی باعث افزایش مداوم زمان ریزش میشود. همانطور که در بخش 4-1-3 اشاره شد فازهای آهنی مانند اکسیدهای آهن منیزیم (Mg1-xFexO)، مگنتیت (Fe.Fe2O4)، و همچنین محلول جامد RO در ترکیب این نوع سرباره وجود دارند و این مواد عموماً واکنشپذیری کمی با آب داشته یا اینکه زمان واکنششان طولانی مدت است، از اینرو حضور این نوع سرباره در ترکیب باعث کاهش فعالیتهای هیدرولیکی شده و در نتیجه در نمونه خمیر آب جمع میشود و این آب باعث طولانیتر کردن زمان گیرش میشود.
4-4 نتایج تست استحکام مکانیکی نمونههای ملات

پایان نامه
Previous Entries مقاله رایگان درباره پرتوی ایکس، هیدرولیک Next Entries پایان نامه با واژه های کلیدی پرتوی ایکس، نمونه برداری، صنعت سیمان