بخشی از مقاله
چکیده
خوردگی به طور کلی به اثر تخریبی محیط بر فلزات و آلیاژهای آنها اطلاق میشود. خوردگی یک پدیدهی خود به خودی بوده و از لحاظ ترمودینامیکی در جهتی پیش می رود که به حالت پایدار برسد. یکی از علل اصلی خوردگی لولههای بتنی انتقال فاضلاب و روکشهای بتنی درلاگونهای هوادهی، گاز سولفید هیدروژن میباشد. بنابراین استفاده از بتنی که دارای دوام بالا و نفوذپذیری پایین باشد، در تصفیه خانهها بسیار حائز اهمیت است. برای جلوگیری از خوردگی بتن میتوان با استفاده از مواد پودری ریزی همچون میکروسیلیس به عنوان جایگزینی بخشی از سیمان، بتن را در مقابل خوردگی مقاوم کرد. در این مطالعه به بررسی استفاده از میکروسیلیس در بتن خود متراکم پرداخته شده است . بدین منظور میکروسیلیس با درصدهای 10،1،11 در قالبهای 10*10*10 جایگزین سیمان شده و عملآوری در محیط سولفات در سنین 7 و 22 روزه صورت گرفت که نتایج مطلوبی حاصل شده است.
واژههای کلیدی: تصفیه خانه صنعتی، سولفید هیدروژن، خوردگی، میکروسیلیس
-1 مقدمه
عامل اصلی خوردگی بتن تولید گاز سولفید هیدروژن گازی بیرنگ، سمی و آتش گیر با بوی نافذ تخم مرغ فاسد میباشد. این گاز به صورت گاز فاضلاب و متعفن همراه با ایجاد خفقان شناخته میشود. سولفید هیدروژن در تماس با آب باعث تولید اسید سولفوریک میشود در نتیجه دلیل اصلی خوردگی میکروبی فاضلابروهای بتنی معرفی شد .[1]
بتن به عنوان مادهای محکم و ارزان، درساخت لوله و سازههای تأسیسات فاضلابی کاربرد وسیعی دارد و خواصی از قبیل تقویت استحکام سازههای بتنی، افزایش مقاومت کششی، جلوگیری از توسعه ترکها، موجب استفاده بیشتر بتن مسلح درشبکههای فاضلابی شده است 2[،.]3
بتن معمولی همواره با مشکل خوردگی توسّط عوامل اکسیدکننده گازی و مایع روبرو است و دلیل آن مقاومت کم در برابر عوامل خورنده شیمیایی است. با جایگزینی کامل حامل آبی در بتنتوسّطحامل پلیمری، مواد ریز پودری ترکیبی به دست میآید که دارای مقاومتی بالا در برابر عوامل خورنده شیمیایی، بدون نیاز به حفاظتهای شیمیایی است. بهطور معمول در تصفیه خانهها جهت جلوگیری از خوردگی پوشش بتنی از یک لایه رنگ از جمله رنگ اکریلیک بر روی بتن کشیده میشود که این پوشش بهعنوان یک آببند عمل نموده و از نفوذ عوامل خورنده جلوگیری مینماید.
بتن پلیمری یا بتن رزینی شامل یک چسبانندهی پلیمری که ممکن است ترموپلاستیکها باشند اما غالباً بیشتر یک پلیمر ترموست میباشد و یک پرکننده ی معدنی مانند شن و ماسه، شن، و یا سنگ گسسته است بتن پلیمرها مقاومت بالاتر، مقاومت
1
International Conference on Civil Engineering Architecture & Urban Sustainable Development 18&19 December 2013, Tabriz , Iran
بیشتر در برابر مواد شیمیایی و خورندهها، جذب آب کمتر و پایداری بالاتر در مقابل پدیده یخزدگی- ذوب نسبت به بتن سیمان پرتلند رایج دارند.
با توجه به وجود صنایع شیمیایی و... پوشش بتنی در تصفیهخانهها در معرض خوردگی انواع اسیدهای مهاجم قرار میگیرد استفاده از میکروسلیس که یک ماده پوزولانی خیلی فعال میباشد و خاصیت پرکنندگی مؤثری از خود نشان داده است، مادهای مناسب جهت استفاده در تصفیهخانهها میباشد .[4]
میکروسیلیس و افزودنیهای شیمیایی برای بتنهای با مقاومت طراحی بیش از 10 مگاپاسگال و یا مواردی که شرایط بهرهبرداری، شرایط جوی و یا ملاحظات هزینههای طول عمرسازه استفاده از بتنهای توانمند را طلب میکند، متداول میباشد.
در ادامه به بررسی استفاده از میکروسیلیس در بتن خودمتراکم جهت افزایش مقاومت در برابر عوامل شیمیایی پرداخته شده است.
-2 پودر میکروسیلیس
میکروسیلیس یک محصول فرعی حاصل از کورههای قوس الکتریکی در جریان تولید آلیاژهای فروسیلیس میباشد.
فروسیلیس نیز از مواد اولیه مورد نیاز در زنجیره تولید فولاد و چدن میباشد. این ماده با داشتن بیش از درصد سیلیس با
حالت غیرکریستالی و به شکل ذرات بینهایت ریز با قطر متوسط / میکرون شداًی پوزولانی است و برای استفاده به عنوان یک ماده سیمانی در بتن بسیار مناسب است. تاریخ استفاده از میکروسیلیس یا همان سیلیکافوم نسبتا کوتاه میباشد، اولین تست ثبت شده از میکروسیلیس در بتن مبتنی بر سیمان پرتلند در سال 1952 بود و تا سال1970 استفاده از بتنهای حاوی میکروسیلیس رایج نبود. بزرگترین نقطه ضعف کشف خواص منحصر به فرد میکروسیلیس عدم وجود سیلیکافیوم برای آزمایش بود با اجرای قوانین سختتر زیست محیطی در سالهای 1970 سیلیکون در تاسیسات ذوب شروع به جمع آوری سیلیکافیوم کرد و به جای ارسال آن به هوا به محل دفن زباله یا انبارها انتقال داد. از آن زمان به بعد استفاده از میکروسیلیس توسعه یافت و آن را به یکی از با ارزشترین و متنوعترین مواد افزودنی برای ساخت بتن در جهان تبدیل کرد.
شکل فیزیکی میکروسیلیس متشکل از ذرات ریز شیشهای با سطح 000،20 متر مربع/کیلوگرم میباشد که حدود یک صدم اندازه متوسط ذرات سیمان است. در جدول 1 مشخصات فیزیکی و شیمیایی میکروسیلیس نشان داده شده است.
جدول-1 مشخصات فیزیکی و شیمیایی میکروسیلیس
مشخصات فیزیکی و شیمیایی میکروسیلیس
وزن مخصوص )gr/mc3) 033-033
حالت فیزیکی پودر
رنگ خاکستری مایل به سفید
دانهبندی 3030 الی 3010 میکرون
ساختار کروی و غیر کریستالی
PH 7
سیلیس موجود درمیکروسیلیس با توجه به خصوصیات و شرایط ویژهاش با آهک سیمان ترکیب و فاز سیلیکات کلسیم را تشکیل میدهد. این فاز باعث افزایش مقاومت بتن در برابر عوامل شیمیایی بهخصوص در برابر حملات یونهای کلراید در مناطق ساحلی و مرطوب و همچنین موجب افزایش مقاومت فشاری و کششی بتن میگردد.
