شناسايي و توليد آزمايشگاهي سيمان ژئوپليمري مقاوم در محيط اسيدي

دكتري

سيمان پرتلند در محيط‌هاي اسيدي از دوام كافي برخوردار نبوده و در اين گونه‌ محيط‌ها دچار تخريب مي‌شود. به همين دليل لازم است تمهيدات لازم براي مقابله با اين مشكل انديشيده شود. هدف اصلي در اين پژوهش، شناسايي و توليد آزمايشگاهي سيمان‌هاي ژئوپليمري مقاوم در محيط ‌اسيدي مي‌باشد. بدين منظور در ابتدا پس از بررسي واكنش‌پذير بودن مواد اوليه و قابليت استفاده از آنها در توليد سيمان‌ ژئوپليمري از بين مواد آلومينو سيليكاتي در دسترس، پوزولان تفتان، پودر شيشه، پودر آجر و خاكستر بادي به عنوان مواد اوليه مناسب انتخاب گرديدند. هم‌چنين به منظور اصلاح تركيب شيميايي و بهبود واكنش پذيري مواد اوليه از اصلاح‌كننده‌هاي معدني موجود همچون سيمان‌هاي آلومينايي و سرباره‌هاي صنعتي كمك گرفته شد. در ادامه فرآيند فعال‌سازي قليايي مخلوط‌هاي مواد اوليه صورت گرفت و تاثير عوامل مهم شامل تركيب شميايي و درصد اكسيدهاي موجود در مواد اوليه و محلول فعال‌ساز بر مقاومت فشاري چسباننده بررسي شد و فرمول بهينه براي ملات‌هاي سيماني بدست آمد. سپس جهت برآورد اوليه از عملكرد دوامي سيمان‌هاي ژئوپليمري در محيط‌هاي اسيدي، دوام آزمونه¬هاي ملات در كلريدريك اسيد و سولفوريك اسيد با pH تقريباً برابر 5/0 به مدت دو ماه بررسي شد و سيمان هاي ژئوپليمري فاقد دوام مناسب از فهرست اوليه حذف شدند. در پايان آزمايش‌هاي اصلي بررسي عملكرد دوامي در محيط‌هاي اسيدي با غوطه‌وري آزمونه‌هاي ملات ساخته شده از سيمان‌هاي ژئوپليمري پايه پودر آجر، پودر شيشه و خاكستر بادي و همچنين ملات سيمان پرتلند و ملات سيمان آلومينايي به عنوان آزمونه هاي مرجع در كلريدريك اسيد و سولفوريك اسيد با pH تقريباً برابر 1 به مدت 6 ماه و pH تقريباً برابر 3 به مدت 24 ماه انجام شد و عملكرد دوامي مخلوط‌هاي سيماني در محيط‌هاي اسيدي قرار گرفت. يافته هاي اين تحقيق ثابت نمود كه ملات‌هاي ژئوپليمري بخصوص ملات ژئوپليمري پايه پودر شيشه و خاكستر بادي نسبت به آزمونه¬هاي مرجع در محيط هاي اسيدي و خورنده به مراتب با سرعت كمتري دچار تخريب مي-شوند، بطوري‌كه ميزان افت وزني اين سيمان‌ها در پايان دوره آزمايش به ترتيب در حدود 60% و 50% براي كلريدريك اسيد و 50% و 50% براي سولفوريك اسيد كمتر از ملات سيمان پرتلند بود. افت مقاومت فشاري اين سيمان‌ها نيز در همين شرايط به ترتيب در حدود 40% و 60% براي كلريدريك اسيد و 60% و 60% براي سولفوريك اسيد ثبت شد، در حالي كه مقاومت فشاري ملات سيمان پرتلند تنها پس از طي حدوداً 4 ماه در كلريدريك اسيد و 3 ماه در سولفوريك اسيد بطور كامل افت پيدا نمود.

190119

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي شيمي

دكتر اله وردي