های آمیخته دوده سیلیسی در خواصنقش دوده سیلیس و سیمانمکانیکی و دوام بتن

3، آرش ذوالفقارنسب2، امیرمحمد رمضانیانپور1علی اکبر رمضانیانپور

- عضو هیئت علمی دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه صنعتی امیرکبیر1- عضو هیئت علمی دانشکده مهندسی عمران دانشگاه تهران2- کارشناس ارشد مهندسی عمران دانشگاه صنعتی امیرکبیر3

چکیده ترین ماده ساختمانی جز جدایی ناپذیر صنعت ساختامروزه بتن به عنوان پرمصرف

باشGGد. از این رو بهبGGود خGGواص مکGGانیکی و دوام آن درو ساز شهری و زیر بنایی می رسان در کنار کاهش اثرات زیست محیطی تولیGGد سGGیمان و مصGGالحهای آسیبمحیط

پایه سیمانی از اهمیت زیادی برخوردار است. استفاده از دوده سGGیلیس در مصGGالح پایه سیمانی و بتن به عنوان یک مGGاده افGGزودنی معGGدنی و جGGایگزین سGGیمان سGGبب

هGGای مخGGرببهبود خواص مکانیکی و ارتقای پایایی این مصالح در برابر اکGGثر پدیGGده سازد. در اینهایی با عمر مفید باال را فراهم میبتن شده و امکان دستیابی به سازه

های ساخته شGGده بGا این مGGاده پGوزوالنیمقاله به بررسی خواص دوده سیلیس و بتن پرداخته شده است. بهبود خواص مکانیکی، کاهش نفوذپذیری و ارتقای سGGطح دوام

رسان از مزایای بکارگیری دوده سیلیس به عنوان مادههای آسیبها در اکثر محیطبتنباشد.جایگزین سیمان پرتلند می

- مقدمه1 هGGای تولیGGد سیلیسGGیم ودوده سGGیلیس )میکروسGGیلیس( محصGGول جGGانبی کارخانGGه

آلیاژهای این عنصر بوده و عمومGGاً از سGGیلیس غGGیربلوری تشGGکیل شGGده اسGGت. این میکرون دارای سطح مخصوص1ماده با داشتن ذرات با اندازه عمومی کوچکتر از

مترمربع بر کیلوگرم بوده که این خاصیت30000 تا 15000بسیار باالیی در حدود باشGGند.در کنار مقدار باالی سیلیس غیربلوری بیانگر فعGGالیت پGGوزوالنی بGGاالی آن می

2 نشان دهنGGده ذرات دوده سGGیلیس در کنGGار ذرات سGGیمان پرتلنGGد و شGGکل 1شکل].2بیانگر ریزی ذرات دوده سیلیس در مقایسه با سایر مواد سیمانی است [

- ذرات دوده سیلیس )سمت راست( و ذرات سیمان پرتلند )س��مت چپ( در1شکل ].1مقیاس بزرگنمایی مشابه [

- توزیع اندازه ذرات دوده سیلیس در مقایسه با چند ماده سیمانی دیگر [2شکل 2.[

-واکنش پوزوالنی دوده سیلیس باعث مصرف سریع آهک آزاد شده )ناشی از فعالیت هGGای هیدراتاسGGیون سGGیمان( در سGGنین اولیGGه بتن گشGGته و سGGبب بهبGGود تخلخGGل و

]. از این رو افزایش سریع مقاومت فشGGاری در3گردد [نفوذپذیری خمیر سیمان می های ساخته شGGده بGGا دوده سGGیلیس ازسنین اولیه و کاهش قابل توجه نفوذپذیری بتن

GGَر جمله مشخصات مثبتی بGGوده کGGه این مGGاده جGGایگزین سGGیمان را تحت عنGGوان " اَبپوزوالن " در جامعه مهندسی شناسانده است. های حاوی دوده سیلیس، بطور کل،عالوه بر مشخصات فنی و مهندسی مطلوب بتن

استفاده از مواد پوزوالنی سبب کاهش مقدار استفاده از سیمان پرتلنGGد در سGGاخت بتن شده و اثGGرات زیسGGت محیطی ناشGGی از تولیGGد فرآینGGد تولیGGد سGGیمان پرتلنGGد را

ها باعث استفاده بهینه از ابنیه بتGGنی و در نتیجGGهکاسته و با افزایش عمر مفید سازه گGGردد. بGGدینهGGا میعدم نیاز به سGGاخت و سGGازهای مجGGدد و تعمGGیرات گسGGترده در آن

عنوان یک ماده جایگزین سGGیمان را اقGGدامیتوان بکارگیری دوده سیلیس بهسبب می].1در راستای توسعه پایدار صنعت ساخت و ساز شهری و زیربنایی برشمرد [

در ادامه این مقاله به بررسی اثر استفاده از دوده سیلیس در بتن بGGر روی خGGواص-رسGGان پرداختGGه میهای مختلف آسیببتن تازه، مشخصات مکانیکی و دوام در محیط

گردد.

- اثر دوده سیلیس بر خواص بتن2 پGGذیری سGGریع دوده سGGیلیس خGGواص بتن درخاصیت پGGوزوالنی قابGGل توجGGه و واکنش

هGGای کGGارایی بتن تGGازه، مشخصGGات مکGGانیکی و مهندسGGی و نGGیز دوام بتن رازمینGGه نماید. از این رو در این بخش به بررسی تحقیقGGاتدستخوش تغییرات محسوسی می

است.انجام شده در راستای بررسی این خواص پرداخته شده- خواص بتن تازه1-2

درصGGد وزن مGGواد4 الی 3بGGا افGGزودن مقGGادیر کم دوده سGGیلیس بGGه بتن )حGGدود سیمانی( به دلیل شکل کروی ذرات این ماده پوزوالنی و نیز بهبGGود تGGراکم ذرات بGGا توجه به انGدازه ریGز ذرات دوده سGGیلیس، مقGدار آب مGورد نیGاز جهت دسGGتیابی بGه

یابد. از سوی دیگر با افزایش مقدار بکGGارگیریکارایی مورد نظر بتن تازه کاهش می دوده سیلیس اثر ریزی این ماده و افزایش سطح مخصوص مواد پودری بر کGGارایی

شGGود. این افGGزایشبتن تعیین کننده شده و سبب افزایش نیاز به آب در بتن تازه می]. 4[نیاز به آب عموماً با بکارگیری مواد افزودنی کاهنده آب قابل جبران است

دهند که استفاده از دوده سیلیس در مقGGادیر کمGGتر از میتحقیقات انجام شده نشان-اثGGر می درصد وزن کل مواد سیمانی اثر کمی بر زمان گیرش بتن داشته و یGGا بی10

آوری مرطوب سریع درباشد. از سوی دیگر کاهش میزان آب انداختگی نیاز به عمل هGGا قGGابلیتهای حاوی دوده سیلیس را الزامی کرده و جداشدگی کمGGتر در این بتنبتن](.5] و [1است )[پاشی را فراهم آوردهپذیری و استفاده در بتنپمپ

- مشخصات مکانیکی2-2 های حاوی دوده سیلیس سبب کاهش تخلخGGل و بهبGGودواکنش پوزوالنی سریع در بتن

گGGردد. بGGدین سGGبب ارتقGGای خGGواصشرایط ناحیه انتقال سنگدانه و خمیر سیمان می های ساخته شده با این ماده جایگزین سیمان موجب محبGGوبیت این نGGوعمکانیکی بتن

است. در ادامه این بخش بGGه بررسGGی اثGGر دودهها در صنعت ساخت و ساز گشتهبتن هGGای اصGGلیسیلیس بر مقاومت فشاری و مGGدول االستیسGGته بتن بGGه عنGGوان مولفGGه

شود. های بتن آرمه پرداخته میطراحی سازه

- مقاومت فشاری1-2-2 دوده سیلیس به عنوان یک ماده پوزوالنی با کGGاهش تخلخGGل خمGGیر سGGیمان و بهبGGود خواص ناحیه انتقال سنگدانه و خمیر، افزایش مقاومت فشاری را به همراه دارد. با توجGGه بGGه ریGGزی بGGاال و فعGGالیت سGGریع این مGGاده جGGایگزین سGGیمان، رونGGد افGGزایش

های حاوی سایر معمولی و بتنهای حاوی دوده سیلیس در مقایسه با بتنمقاومت بتن باشد.تر میگدازی، خاکستر بادی و ... ( سریعمواد پوزوالنی )نظیر سرباره کوره آهن

روز90این پدیده سبب افزایش مقاومت فشاری در سنین اولیه شده کGGه تGGا سGGن [1این افزایش مشهود است )[ G،[4]-[7دت بتنGGاوی دوده](. مقاومت بلند مGGای حGه

سیلیس به بتن حاوی سیمان پرتلند معمGولی نزدیGک بGوده و کGاهش رونGد افGزایش](.7] و [6است )[ روز مشاهده شده90ها از سن مقاومت در این نوع بتن

- مدول االستیسیته2-2-2 هGGای حGGاوی دوده سGGیلیس در مقGGادیردر اکGGثر تحقیقGGات صGGورت گرفتGGه بGGر روی بتن

هGGا%(، افGGزایش مGGدول االستیسGGیته سGGکانت در این نGGوع بتن15متعGGارف )تGGا حGGدود ]. همچنین در صورت استفاده از مقادیر زیاد دوده سیلیس در1است [گزارش شده

]. 7( [1یابد )جدول ساخت بتن، مقدار مدول االستیسیته کاهش می].7های حاوی دوده سیلیس [- مدول االستیسیته بتن1جدول

مدول االستیسیته )GPa)

سنآزمایش

مشخصاتبتن

روز81/287OPC روز35/3428

روز317SF6 روز5/3528

روز24/317SF8 روز25/3728

روز1/317SF10 روز3728

روز5/317SF15 روز11/3828

- پایداری ابعادی3-2

هGGای هیدراتاسGGیون، کربناسGGیون و یGGا سGGایر عوامGGلکاهش آب در اثر تبخGGیر، واکنش گردنGGد. پس از گGGیرش بتن و عمGGل آوری آن، بGGه طGGورشGGدگی بتن میسGGبب جمGGع شGGدگی ناشGGی ازشGGدگی خGGودزا و جمGGعشGGدگی بتن بGGه دو بخش جمGGعمعمول، جمع

های هیدراتاسGGیون و خودزا ناشی از واکنششود. جمع شدگیخشک شدن تقسیم می شدگی ناشی از خشک شدن به دلیل قرارگیری بتن در محیطی غGGیر اشGGباع رخجمع

دهند. خزش به صورت افزایش در کرنش تحت تنش ثابت و مانGGدگار، بعGGد از بGGهمی]. 8باشد [های وابسته به زمان قابل تعریف میحساب آوردن دیگر تغییر شکل

های حGGاویشدگی و خزش در بتن] در تحقیقی میزان جمع7رمضانیانپور و همکاران [ هGای ارائGGه شGGده توسGGط انجمن بتن آمریکGGا ودوده سیلیس را با بتن معمولی و مدل

اند. در نتیجه این تحقیق با افGGزایش مGGیزانانجمن بتن اروپا مورد مقایسه قرار داده شGGدگیشGGدگی خGGودزا افGGزایش و جمGGع سیلیس در بتن، میزان جمGGعبکارگیری دوده

-ناشی از خشک شدن کاهش یافته است. الزم بGGه ذکGGر اسGGت در مGGیزان کGGل جمGGع سیلیس نسGبت بGه بتن معمGولی کGاهش انGدکی گGزارشهای حاوی دوده شدگی بتن

های حاوی سیمان سیلیس نیز کمتر از نمونههای حاوی دودهاست. خزش نمونهشدهاند.پرتلند معمولی مشاهده شده

-آمGGده از مGGیزان جمGGعهمچنین در این تحقیق با توجه به تفاوت معنGGادار نتGGایج بدسGGت هGGای ارائGGه شGGده توسGGط سGGیلیس بGGا نتGGایج مGGدلهای حGGاوی دودهشدگی و خزش بتن

شدگی و خزش اینهای مذکور، روابطی پیشنهادی جهت تخمین میزان جمعموسسه].7اند [ها ارائه شدهنوع بتن- دوام4-2

هGای مخGرب بتننفوذپذیری به عنوان یGGک شGGاخص بسGGیار تاثیرگGذار در اکGثر پدیGده هGGای پGGوزوالنی و اثGGرهای حاوی دوده سیلیس بGGه دلیGGل واکنششود. در بتنشناخته می

پرکنندگی ذرات این ماده، خمGGیر سGGیمان نفوذپGGذیری کمGGتری در مقایسGGه بGGا خمGGیر[1سیمان پرتلند معمGGولی دارد )[ G،[4]-[6] G،[9بب ورودGGذیری کم بتن سGGنفوذپ .)[

هGGایکمتر عوامل مخرب به داخل آن شده و در نتیجه در بیشتر موارد دوام باالتر بتن هGای سGاختهانGد. نتGایج دوام بتنهای آسیب رسان گGزارش شGGدهنفوذناپذیر در محیط

هGای مختلGف در ادامGه این مقالGه مGورد بحث قGرارشده با دوده سیلیس در محیGطاند.گرفته

های کلراید و خوردگی آرماتور- نفوذ یون1-4-2 تGGرین عوامGGل تاثیرگGGذار درهای بتن مسلح از مهمپدیده خوردگی آرماتورها در سازه

هایرود. این نوع خرابی عمدتاً در سازهشمار میها به مقوله دوام و عمرمفید سازه هGGای کلرایGGدزدا بر اثر نفوذ یGGونهای یخهای بتن مسلح در معرض نمکدریایی و سازه

دهد. در این میانبه داخل بتن و از بین رفتن ناحیه انفعالی و محافظ آرماتور رخ می هGGای کلرایGGد در بتنهGGای انتقGGال یGGوننفوذپذیری بتن به عنوان مولفه اصلی در پدیGGده

شود. شناخته می رمضانیانپور و همکاران در تحقیقی به بررسی اثر استفاده از دوده سیلیس بر نفGGوذ

ASTM مطابق آزمGایش 1های کلرایدتسریع یافته یون C1202 ]10هGد. در این] پرداختGان ، اثGر مثبت اسGتفاده از دوده سGیلیس در3تحقیGق مطGابق نتGایج منGدرج در شGکل

]. 11است [های کلراید گزارش شدهکاهش میزان نفوذ یون

].11های کلراید [- نتایج نفوذ تسریع یافته یون3شکل

در تحقیقی دیگر رمضانیانپور و همکاران به بررسی اثر بکارگیری و شیوه بکاربردن های کلراید، بGGر اسGGاس آزمGGایشدوده سیلیس در بتن بر میزان ضریب مهاجرت یون

و ]NT Build 492 ]12 مطابق آزمایش 2های کلرایدمهاجرت تسریع یافته یون ]. نتایج هGGر دو آزمGGایش بیGGانگر5اند [های کلراید پرداختهنفوذ تسریع یافته یون هGGای کلرایGGد از طریGGقهای حاوی دوده سیلیس در برابر ورود یونافزایش مقاومت بتن

(.5 و 4های باشد )شکلهای نفوذ و انتشار میپدیده

1 - Rapid Chloride Penetration Test (RCPT)2 - Rapid Chloride Migration Test (RCMT)

های کلراید؛ بکارگیری دوده سیلیس بصورت- نتایج نفوذ تسریع یافته یون4شکل ].5( [GSF( و گرانول )SSFلجن )

های کلراید؛ بکارگیری دوده- نتایج ضریب مهاجرت تسریع یافته یون5شکل ].5( [GSF( و گرانول )SSFسیلیس بصورت لجن )

توان اثر کاهش نفوذپذیری ناشی از بکGGارگیری دوده سGGیلیس در بتن رابطور کل می های کلراید از طریق کGGاهش ضGGریبعاملی موثر در افزایش دوام در برابر نفوذ یون

].9ها در بتن دانست [انتشار این یون استفاده از دوده سیلیس اثر مثبت بر کاهش میزان و به تعویق انداختن زمان آغGGاز

-های کلرایGGد را افGGزایش میخوردگی داشته و مقاومت بتن در برابر نفوذ خارجی یون بGGر روی بتن3](. در این رابطGGه، تحقیقGGات مGGارکوت و هانسGGون9] و [1دهGGد )[

درصGGد دوده سGGیلیس و مقایسGGه آن بGGا بتن سGGاخته شGGده بGGا10توانمند حاوی

3 - Marcotte and Hansson

هGGای تGGرک نخGGوردهسیمان پرتلند معمولی نشان دهنده کاهش نGGرخ خGGوردگی در بتن].13( [6حاوی دوده سیلیس در مقایسه با بتن معمولی است )شکل

های% دوده سیلیس و بتن10های حاوی - نتایج شدت جریان خوردگی در بتن6شکل ].5سیمان پرتلند معمولی [

از سوی دیگر به دلیل کاهش قلیاییت خمیر سیمان و تضعیف ناحیه انفعالی محافظ های کلراید برای شروع خوردگی در بتن مسلح حGGاویآرماتور، حد آستانه غلظت یون

دوده سGGیلیس کGGاهش یافتGGه و در صGGورت اسGGتفاده از مصGGالح بتGGنی حGGاوی کلرایGGد درونی، مGGیزان خGGوردگی در بتن مسGGلح حGGاوی دوده سGGیلیس بیش از بتن معمGGولی

](.14] و [9است )[گزارش شدهها سولفات- حمله2-4-2

هGGا بGGه بتن بGGه عوامGGل زیGGادی از جملGGه نفوذپGGذیری بتن، نGGوع و مGGیزانحمله سولفات هGGایبکGGارگیری مGGواد جGGایگزین سGGیمان، نGGوع کGGاتیون نمGGک سGGولفاتی و غلظت یGGون

سولفات در آب مهGGاجم بسGGتگی دارد. در رابطGGه بGGا حملGGه سGGدیم سGGولفات بGGه بتن[15استفاده از دوده سیلیس موجب بهبود عملکرد شGGده اسGGت )[ G- G[17لGGدلی .)[

های حاوی دوده سیلیس در برابر حمله سدیم سGGولفات بGGه آن،اصلی بهبود دوام بتن].1گردد [کاهش نفوذپذیری بتن قلمداد می

از سوی دیگر، در صورت وجود نمک منیزیم سولفات در محلGGول مهGGاجم، بGGه دلیGGل هGGایهGGای پGGوزوالنی در بتنمصرف مقدار زیاد آهGGک خمGGیر هیدراتGGه شGGده طی واکنش

درصد وزن سGGیمان( دوده سGGیلیس، حملGGه سGGولفاتی10حاوی مقادیر باال )بیش از های کلسیم هیدراته شده )خمیر سیمان( شده ومستقیماً وارد مرحله تجزیه سیلیکات

](. در صGGورت19] و [18یابGGد )[واکنش بGGا تخGGریت خمGGیر سGGخت شGGده ادامGGه می درصد(، مقGGدار آهGGک مصGGرفی در10استفاده از مقادیر کم دوده سیلیس )کمتر از

های ساخته شده بGGا این مGGادههای پوزوالنی کمتر بوده و کاهش نفوذپذیری بتنواکنشگGGردد )[جGGایگزین سGGیمان، سGGبب بهبGGود دوام در برابGGر حملGGه منGGیزیم سGGولفات می

](.21] و [20ها- واکنش قلیایی سنگدانه3-4-2

استفاده از مGGواد جGGایگزین سGGیمان نظGGیر دوده سGGیلیس از یGGک سGGو سGGبب کGGاهش هGGا شGGده و از سGGوی دیگGGر ذراتنفوذپذیری آب مورد نیGGاز واکنش قلیGGایی سGGنگدانه

(K2O و Na2Oآلومینا سیلیسی مواد پGGوزوالنی طی واکنش بGGا ذرات قلیGGایی سGGیمان ) هGGای قلیGGاییسبب کاهش قلیGGاییت خمGGیر سGGیمان و در نتیجGGه کGGاهش شGGدت واکنش

[7گردند )شکل ها میسنگدانه G)22ربGGدر تحقیقات مختلف دوام در برابر اثر مخ .[ هGGای تسGGریع شGGده، اثGGر دوده سGGیلیس بGGرها طی آزمGGایشهای قلیایی سنگدانهواکنش

کGGاهش مGGیزان انبسGGاط ناشGGی از این واکنش مثبت گGGزارش شGGده و بGGا افGGزایش].1گردد [بکارگیری این پوزوالن کنترل واکنش قلیایی بیشتر می

].22 ماه [6ای پس از های قلیایی در محلول حفره- غلظت یون7شکل

- کربناسیون4-4-2 پGGوزوالنی دوده سGGیلیس در بتن بGا مصGGرف مقGGدارهGا، واکنشهمانند سGGایر پGوزوالن

است. بدین سبب استفاده از دودهزیادی از آهک خمیر سیمان هیدراته شده همراهتواند موجب افزایش احتمال و شدت واکنش کربناسGGیون در بتن گGGردد [سیلیس می

نشان دهنده افزایش عمGGق کربناسGGیون در صGGورت اسGGتفاده از دوده8]. شکل 23 سیلیس بوده و جایگزینی بیشتر این پوزوالن با سیمان پرتلند، شGGدت این واکنش را

].24دهد [افزایش می

روز قرارگیری در معرض گاز کربن دی98- عمق کربناسیون پس از 8شکل ].24اکسید [

از سوی دیگر درصGGورت اسGGتفاده از دوده سیلیسGGدر بتن، کGGاهش نفوذپGGذیری آب و ]. لذا عملکرد نهایی بتن در1کاهد [اکسید از شدت پدیده کربناسیون میگاز کربن دی

برابر کربناسیون بGGر اسGGاس نسGGبت آب بGGه مGGواد سGGیمانی، مقGGدار بکGGارگیری دوده گردد. بر اساس برخی تحقیقات انجام گرفتGGه، درآوری تعیین میسیلیس و نحوه عمل

مگاپاسکال عمGGق40های با نسبت آب به سیمان باال و مقاومت فشاری کمتر از بتن هGGای بGGاهای معمولی بGGوده و در بتنهای حاوی دوده سیلیس بیش از بتنکربناسیون بتن

مگاپاسGGکال، نتGGایج بیGGانگر40نسبت آب به سیمان کم و مقاومت فشGGاری بیش از ](.25] و [13باشند )[شده با دوده سیلیس میهای ساختهدوام بهتر بتن

ها- حمله اسید5-4-2 اثر استفاده از مواد جGایگزین سGGیمان در دوام برابGGر حملGGه اسGGیدها هماننGGد واکنش کربناسGGیون تحت تGGاثیر مصGGرف آهGGک طی واکنش پGGوزوالنی و کGGاهش نفوذپGGذیری

باشد. بدین سبب بررسی عملکرد انواع مختلف مGGوادناشی از بکارگیری پوزوالن می های گوناگون الزامی بوده و بعضاً نظر جGGامعیجایگزین سیمان در برابر حمله اسید

های حاوی مواد افزودنی معدنی وجود ندارد. برای نمونGGه، محققیندر مورد دوام بتن در مGGGورد اسGGGتفاده از دوده سGGGیلیس جهت بهبGGGود عملکGGGرد بتن در برابGGGر حملGGGه

با بررسی عملکGGرد بتن4سولفوریک اسید نظر واحدی ندارند. درنینگ و همکاران % سولفوریک اسGGید، اثGGر این مGGاده بGGر مقGGاومت در1حاوی دوده سیلیس در محلول

%15 با جGGایگزینی 5[. همچنین مهتا 26اند ]برابر حمله این اسید را مثبت ارزیابی کرده ها در برابر سولفوریک اسGGید بGGاسیمان توسط دوده سیلیس و قرار دادن نمونه

[.27اسGGت ]% ، بهبGGود رفتGGار بتن حGGاوی دوده سGGیلیس را گGGزارش کGGرده1غلظت های حاوی دوده سGGیلیسدهنده کاهش وزن کمتر نمونه نیز نشان6تحقیقات الکساندر

هGGا، بتن سGGیمان پرتلنGGدهGGای سGGاخته شGGده بGGا سGGایر پGGوزوالننسبت به نمونه برابGGر یGGک از pHشده با سیمان پرآلGGومین درمحلGGول بGGا معمولی و بتن ساخته

].28( [9باشد )شکل سولفوریک اسید می

های بتنی حاوی مواد جایگزین سیمان در برابر حمله- کاهش وزن نمونه9شکل ].28سولفوریک اسید [

دهنGده عGدم بهبGود نشGان7بGرخالف نتGایج فGوق، تحقیقGات سGنهاجی و همکGاران کGGاهش وزن10 سGGیلیس در بتن اسGGت. شGGكل عملکGGرد بتن بGGا اسGGتفاده از دوده

های حاوی مواد جایگزین سیمان مختلف را با یکدیگر مقایسه کرده و نتGGایج آننمونه

4 - Durning et al.5 - Mehta6 - Alexander7 - Senhadji et al.

بیانگر اثر نامطلوب دوده سیلیس بر مقاومت بتن در برابر حمله سGGولفوریک اسGGید[.29باشد ]می

های بتنی حاوی مواد جایگزین سیمان در برابر حمله- کاهش وزن نمونه10شکل ].29سولفوریک اسید [

های ذوب و یخبندان- چرخه6-4-2 هGGای ذوب و یخبنGGدان وابسGGته بGGههای حGGاوی دوده سGGیلیس در برابGGر چرخGGهدوام بتن

باشد. لذاعواملی چون نفوذپذیری بتن و استفاده از مواد افزودنی حباب هواساز می هGGای]. بGGرخی محققین عملکGGرد بتن1باشند [نتایج گزارش شده بعضاً ضد و نقیض می

هGGایحاوی دوده سیلیس ساخته شده با مواد افزودنی حباب هواساز در برابر چرخه ]. بعضی دیگر از مطالعات، همانند تحقیق30ذوب و یخ را مثبت گزارش کرده اند [

هGای حGاوی دوده سGیلیستGر بتن، نشان دهنGده عملکGرد ضGعیف8کاراکورت و بایزیت بدون مواد حباب هواساز و عملکرد مشابه بتن معمGولی در صGورت اسGGتفاده از مGواد

(. در این تحقیق عملکرد بتن پرمقاومت سGGاخته شGGده11حباب هواساز است )شکل درصGGد دوده سGGیلیس جGGایگزین20 و 3/0با نسبت آب به مواد سیمانی برابر بGGا

].31سیمان بسیار مناسب ارزیابی شده است [

8 - Karakurt and Bayazit

].31 چرخه یخ زدن و آب شدن [28- پوسته پوسته شدن سطح بر اثر 11شکل

- سایش و فرسایش سطح7-4-2 هGGای سGGاخته شGGده بGGا دوده سGGیلیس در برابGGردهنده بهبود عملکرد بتنتحقیقات نشان

باشGGند )[هGای سGGاینده میسایش سطحی بر اثر عبور وسایل نقلیه و یا جریGGان سGGیال در تحقیقی اثر مثبت افزودن دوده سیلیس بر روی مGGیزان9](. برای نمونه لیو4] و [2

سایش بر اثر جریان عبوری از سGGطح تGGرک خGGورده و سGGالم بتن را گGGزارش داده].32( [12است )شکل

].32های حاوی دوده سیلیس [- نرخ سایش در بتن12شکل

گیری- نتیجه3

9 - Liu

استفاده از دوده سیلیس به عنوان یGGک مGGاده افGGزودنی معGGدنی و جGGایگزین سGGیمان عالوه بGGر کGGاهش اثGGرات زیسGGت محیطی بکGGارگیری سGGیمان پرتلنGGد، مGGوجب بهبGGود

هGای آسGیب رسGانگردد. عملکرد بتن در محیطخواص مکانیکی و نفوذپذیری بتن می با توجGGه بGGه کGGاهش نفوذپGGذیری و تغیGGیرات در مGGیزان آهGGک ناشGGی از هیدراتاسGGیون

هGGایشود. در اکثر مGGوارد نظGGیر مقGGاومت در برابGGر نفGGوذ یGGونسیمان پرتلند تعیین می ها و حمله سدیم سولفات بGGه بتنکلراید و خوردگی آرماتور، واکنش قلیایی سنگدانه

ها نظGGیر کربناسGGیون،اثر کاهش نفوذپذیری باعث بهبود دوام گشته و در سایر پدیده هGGای ذوب و یخ و مقGGاومت در برابGGر حملGGه منGGیزیم سGGولفات مGGوجب دوامچرخGGه

اسGGت. بGدین دلیGل، مطالعGه وهای حGاوی دوده سGیلیس گGزارش شGدهنامناسب بتن هGGای آسGGیب رسGGان بGGا توجGGه بGGههای حاوی دوده سGGیلیس در محیGGطتحقیق رفتار بتن

ماهیت مواد مورد استفاده در ساخت بتن و شرایط محیطی امری اجتناب ناپذیر بهرود.شمار می

- تقدیر و تشکر4 بدین وسیله از شرکت صGGنایع فروآلیGGاژ در راسGGتای حمGGایت مGGادی و معنGGوی از این

گردد.تحقیق تقدیر می

- منابع5 هGGا( ، خGGواص، دوام ومGGواد جGGایگزین سGGیمان )پGGوزوالن]رمضGGانیانپور، علی اکGGبر؛ 1[

.1395 ؛ انتشارات دانشگاه صنعتی امیرکبیر؛ تهران؛ ایران؛ توسعه پایدار[2] Monteiro, P.J.M. and Mehta, P.K., 1993. Concrete: Structure, properties, and materials. Prentice-Hall, Englewood Cliffs.

راهنمGGای] هلنGGد، تGGرنس سGGی؛ ترجمGGه رمضGGانیانپور، علی اکGGبر؛ اعGGرابی، نگین؛ 3]؛ انتشارات نگارنده دانش؛ تهران؛ ایران.مصرف میکروسیلیس در بتن

[4] Thomas, M., 2013. Supplementary cementing materials in concrete. CRC press.

[5] Ramezanianpour, A.A., Karein, S.M.M., Vosoughi, P., Pilvar, A., Isapour, S. and Moodi, F., 2014. Effects of calcined perlite powder as a SCM on the strength and permeability of concrete. Construction and Building Materials, 66, pp.222-228.

[6] Gupta, S., 2014. Application of Silica Fume and Nanosilica in Cement and Concrete-A Review.

[7] Mazloom, M., Ramezanianpour, A.A. and Brooks, J.J., 2004. Effect of silica fume on mechanical properties of high-strength concrete. Cement and Concrete Composites, 26(4), pp.347-357.

] رمضGGانیانپور، علی اکGGبر؛ پیGGدایش، منصGGور؛ شGGناخت بتن )مصGGالح، خGGواص،8[ تکنولوژی( ؛ انتشارات جهاد دانشگاهی )دانشگاه صنعتی امیرکبیر( ؛ تهGGران؛ ایGGران؛

1389.[9] Ramezanianpour, A.A., Rezaei, H.R. and Savoj, H.R., 2015. Influence of silica fume on chloride diffusion and corrosion resistance of concrete-a review.

[10] ASTM C1202, Standard Test Method for Electrical Indication of Concrete's Ability to Resist Chloride Ion Penetration, ASTM International, West Conshohocken, PA.

[11] Ramezanianpour, A.A., Pilvar, A., Mahdikhani, M. and Moodi, F., 2011. Practical evaluation of relationship between concrete resistivity, water penetration, rapid chloride penetration and compressive strength. Construction and Building Materials, 25(5), pp.2472-2479.

[12] NT Build 492, chloride migration coefficient from non-steady-state migration experiments, ASTM International, Nordic Council of Ministers.

[13] Marcotte, T.D. and Hansson, C.M., 2003. The influence of silica fume on the corrosion resistance of steel in high performance concrete exposed to simulated sea water. Journal of Materials Science, 38(23), pp.4765-4776.

[14] Manera, M., Vennesland, Ø. and Bertolini, L., 2008. Chloride threshold for rebar corrosion in concrete with addition of silica fume. Corrosion Science, 50(2), pp.554-560.

[15] Hooton, R.D., 1993. Influence of silica fume replacement of cement on physical properties and resistance to sulfate attack, freezing and thawing, and alkali-silica reactivity. materials Journal, 90(2), pp.143-151.

[16] Brown, P.W., 1981. An evaluation of the sulfate resistance of cements in a controlled environment. Cement and Concrete Research, 11(5-6), pp.719-727.

[17] Nasser, K.W. and Ghosh, S., 1994. Durability properties of high strength concrete containing silica fume and lignite fly ash. Special Publication, 145, pp.191-214.

[18] Al-Amoudi, O.S.B., Maslehuddin, M. and Saadi, M.M., 1995. Effect of magnesium sulfate and sodium sulfate on the durability performance of plain and blended cements. ACI Materials Journal, 92(1), pp.15-24.

[19] Cohen, M.D. and Bentur, A., 1988. Durability of portland cement-silica fume pastes in magnesium and sodium sulfate solutions. Materials Journal, 85(3), pp.148-157.

[20] Roy, D.M., Arjunan, P. and Silsbee, M.R., 2001. Effect of silica fume, metakaolin, and low-calcium fly ash on chemical resistance of concrete. Cement and Concrete Research, 31(12), pp.1809-1813.

[21] Alexander, M., Bertron, A. and De Belie, N., 2013. Performance of cement-based materials in aggressive aqueous environments (Vol. 56). New York: Springer.

[22] Durand, B., Bérand, J., Roux, R. and Soles, J.A., 1990. Alkali-silica reaction: the relation between pore solution characteristics and expansion test results. Cement and Concrete Research, 20(3), pp.419-428.

[23] Khan, M.I. and Siddique, R., 2011. Utilization of silica fume in concrete: Review of durability properties. Resources, Conservation and Recycling, 57, pp.30-35.

[24] Kulakowski, M.P., Pereira, F.M. and Dal Molin, D.C., 2009. Carbonation-induced reinforcement corrosion in silica fume concrete. Construction and Building Materials, 23(3), pp.1189-1195.

[25] Gjorv, O.E., 1983. Silica concrete-protection against corrosion of embedded steel. Special Publication, 79, pp.719-730.

[26] Durning, T.A. and Hicks, M.C., 1991. Using microsilica to increase concrete's resistance to aggressive chemicals. Concrete international, 13(3), pp.42-48.

[27] Mehta, P.K., 1985. Studies on chemical resistance of low water/cement ratio concretes. Cement and Concrete Research, 15(6), pp.969-978.

[28] Alexander, M.G. and Fourie, C., 2011. Performance of sewer pipe concrete mixtures with portland and calcium aluminate cements subject to mineral and biogenic acid attack. Materials and structures, 44(1), pp.313-330.

[29] Senhadji, Y., Escadeillas, G., Mouli, M. and Khelafi, H., 2014. Influence of natural pozzolan, silica fume and limestone fine on strength, acid resistance and microstructure of mortar. Powder technology, 254, pp.314-323.

[30] Maage, M., Vennesland, Ø. and Gautefall, O., 1985. Modifisert Portlandsement. In Delrapport 3. Fasthetsutvikling og E-modul. FCB/SINTEF. Norwegian Institute of Technology Trondheim.

[31] Karakurt, C. and Bayazıt, Y., 2015. Freeze-thaw resistance of normal and high strength concretes produced with fly ash and silica fume. Advances in Materials Science and Engineering, 2015.

[32] Liu, Y.W., 2007. Improving the abrasion resistance of hydraulic-concrete containing surface crack by adding silica fume. Construction and Building Materials, 21(5), pp.972-977.