مهندسی سازه و ساخت

مهندسی سازه و ساخت

تاثیر یخ‌زدگی زودهنگام و قرارگیری در معرض اسیدسولفوریک بر عملکرد ملات خودمتراکم‌شونده دارای ذرات نانومگنتیت

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان
1 دانشجوی دکتری، گروه مهندسی عمران، دانشگاه آزاد اسلامی قروین، قزوین، ایران
2 استادیار، گروه مهندسی عمران، دانشگاه آزاد اسلامی قزوین، فزوین، ایران
3 دانشیار، گروه مهندسی عمران، دانشگاه آزاد اسلامی قزوین، قزوین، ایران
10.22065/jsce.2026.596165.4106
چکیده
دوام مصالح ساختمانی نقش مهمی را در توسعه پایدار ایفا می‌کند. از این رو، ارزیابی دوام مصالح ساختمانی به ویژه کامپوزیت‌های سیمانی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. تمرکز این پژوهش بر ارزیابی دوام ملات خود متراکم شونده در شرایط قرارگیری در معرض یخ‌زدگی زودهنگام (در 24 ساعت اول ساخت نمونه) در سه دمای انجماد 5- ، 10- و 15- درجه سانتی‌گراد و مواجهه با اسیدسولفوریک با pH برابر با 2 است. برای این منظور مقاومت فشاری 140 نمونه مکعبی پیش و پس از انجماد و نیز پس از 12 هفته قرار گیری در محیط اسیدی اندازه گیری شد. همچنین تغییرات وزنی نمونه های در معرض اسید به طور هفتگی تعیین شد. در طول این پژوهش، نقش استفاده از نانو ذرات مگنتیت (Fe3O4) که به عنوان بهبوددهنده شاخص‌های مقاومتی در کامپوزیت‌های سیمانی شناخته می‌شود، آزموده شد. نتایج این پژوهش نشان می‌دهد که استفاده از بیش از 5/1 درصد وزنی مصالح سیمانی از ذرات نانو مگنتیت در شرایطی که نمونه‌ها زیر اثر یخ‌زدگی زود هنگام قرار می‌گیرند، موجب می شود این مواد نقش منفی در مقاومت فشاری داشته باشند. این مسأله در اثر خواص مغناطیسی مگنتیت ایجاد می‌شود که باعث تمرکز مواد و افزایش تعداد و قطر حفرات می‌شوند. در مورد نمونه‌های قرار گرفته در معرض اسید سولفوریک بیش‌ترین عامل آسیب واکنش شیمیایی اسید با پرتلندیت و همچنین ساختار C-S-H است، که موجب تشکیل کلسیم سولفات، افزایش تنش داخلی و کاهش ظرفیت لایه انتقال بین سیمان و سنگدانه می‌شود. همچنین نمونه‌های قرار گرفته در معرض محیط اسیدی نیز وجود نانو ذرات مگنتیت موجب افزایش افت وزنی نمونه‌ها و نیز افت مقاومت می‌شود که علت آن افزایش حفرات و ریز ترک‌ها به دلیل تجمع ذرات در اثر خواص مغناطیسی نانومگنتیت و نیز واکنش شیمیایی نانو اکسید آهن با اسید سولفوریک و از بین رفتن خاصیت مثبت پرکنندگی ذرات مگنتیت است.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Effects of Early-age Freezing and Exposure to Sulfuric Acid on the Performance of Nano Magnetite-included Self-compacting Mortar

نویسندگان English

Razieh Pir mohammad jamaat 1
Mehran Seyed Razzaghi 2
Ali Delnavaz 3
1 Phd condidate, Department of Civil Engineering, Qazvin Islamic Azad University, Qazvin, Iran
2 Assistant professor, Department of Civil Engineering, Qazvin Islamic Azad University, Qazvin, Iran
3 Associate professor, Department of Civil Engineering, Qazvin Islamic Azad University, Qazvin, Iran
چکیده English

The durability of construction material plays a pivotal role in sustainable development. Therefore, appraising the material durability is of notable importance, especially for cement-based composites. This study centers on evaluating the durability of self-compacting mortar exposed to early-age freezing at -5°C, -10°C, and -15°C (in the first 24 hours after molding) and sulfuric acidic environments of pH=2. To this end, the compressive strength of 140 cubic samples was measured in pre- and post-freezing conditions and after 12 weeks of acid exposure. Further, the weekly weight variation of the samples was recorded. During the study, the role of Nano-Fe3O4 particles, as a proven strength enhancer, was examined. The results revealed that using 1.5% or more of NanoFe3O4 may impose unwanted effects on the compressive strength. Leading to agglomeration, this issue arises from the magnetic behavior of Fe3O4, which consequently affects the quantity and size of pores. In sulfuric acid-exposed samples, the chemical reaction of acid with free lime and C-S-H structure is the most significant damaging factor. Further, in those samples exposed to the acidic environment, the existence of magnetite nanoparticles leads to weight reduction and strength drop in specimens. The reason for this issue is increasing pores and micro-cracks in samples as a result of the magnetite magnetic field and, also, the chemical reaction of sulfuric acid with magnetite particles, which leads to elimination of their positive role as fillers.

کلیدواژه‌ها English

Self-compacting mortar
Early-age freezing
Acidic environment
Durability
Nano Magnetite

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 28 مرداد 1405

  • تاریخ دریافت 18 مرداد 1405
  • تاریخ بازنگری 26 مرداد 1405
  • تاریخ پذیرش 28 مرداد 1405