ارزیابی ریزساختاری تاثیر محیط های سولفاته بر خواص مکانیکی بتن

در محیط های سولفاته حملات شمیایی از طریق منافذ بتن موجب تخریب ساختار بتن و کاهش مقاومت سازه می شود. دوام سازه های بتنی در محیط اسیدی در برابر خوردگی از چالش های مهم در زمینه سازه های بتنی به شمار می روند. بررسی ریزساختار بتن این امکان را فراهم می کند که با شناخت خلل و فرج و ترکیبات ساختاری بتن در مقیاس میکرو نانو با چگال تر شدن، دوام و مقاومت بتن افزایش یابد. بر این اساس هدف این مقاله بررسی ریزساختاری تاثیر دراز مدت و کوتاه مدت شرایط محیطی متفاوت سولفاته بر پارامترهای مقاومتی بتن است. در این مقاله حدود 200 نمونه بتنی مورد ارزیابی قرار گرفته است. نمونه ها به مدت 3 ماه در محیط های شبیه سازی شده با غلظت های 1/0%، 25/0% ، 5/0%، 1%، 5/2% ، 5% و 5/7% از اسید سولفوریک نگهداری شده و آزمایش های مقاومت فشاری، تغییرات درصد وزنی، امواج فراصوت و بررسی تغییرات pH محیط نگهدارنده در سنین 1، 3، 7، 14، 28 و90 روز بر روی آزمونه ها انجام شد. همچنین برای بررسی ریزساختاری از آزمایش تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) استفاده شده است. نتایج مقاله حاضر نشان می دهد که مقاومت نمونه های نگهداری شده در محیط سولفاته نسبت به نمونه شاهد وابسته به میزان سولفات است. مقاومت فشاری نمونه های نگهداری شده در محیط سولفاته با غلظت 5% اسید سولفوریک بعد از گذشت 28 روز نسبت به نمونه های شاهد حدود 63% کاهش یافته است. این کاهش مقاومت فشاری با نتایج آزمایش امواج فراصوت که برای نمونه های نگهداری شده در محیط سولفاته با غلظت 5% انجام شد ارتباط معکوس دارد. بطوریکه سرعت امواج در این محیط بعد از گذشت 90 روز با افزایش 27% روبه رو است. افزایش سرعت امواج فراصوت در این آزمونه ها که با کاهش مقاومت و همچنین از دست دادن جرم همراه است ناشی از نابودی ساختارهای مقاومتی تشکیل دهنده بتن از جمله نانوساختار C-S-H و تشکیل اترینگایت در اثر قرارگیری آزمونه ها در معرض سولفات است.