بررسی مقاومت الکتریکی مخلوط های بتنی حاوی حجم بالایی از مواد پوزولانی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد راه و ترابری، دانشگاه زنجان

2 عضو هیات علمی /مرکز تحقیقات راه مسکن و شهرسازی

3 عضو هیئت مدیره شرکت فهاب بتن

چکیده

در این پژوهش به منظور بررسی تاثیرعواملی چون مقدارهوای بتن، نوع و ترکیب پوزولان مصرفی و نسبت آب به مواد سیمانی روی مقاومت الکتریکی بتن، 19 مخلوط مختلف شامل 11 مخلوط بتن هوادار، 3 مخلوط ملات با کارایی بالا، و 5 مخلوط بتن خودتراکم ساخته شد. این مخلوط‌ها با ترکیبات مختلف جایگزینی بین 30 تا 60 درصدی پوزولان به جای سیمان مصرفی و در نسبت آب به مواد سیمانی 28/0 تا 34/0 ساخته شدند. پوزولان‌های مصرفی شامل زئولیت، پومیس، ولاستونیت و سرباره بودند. آزمایش مقاومت الکتریکی سطحی و حجمی در سنین مختلف عمل‌آوری روی آزمونه‌های استوانه‌ای 200*100 میلی‌متر انجام گرفت و ارتباط این دو آزمایش با هم بررسی شد. نتایج حاصل از پژوهش نشان داد که مقاومت الکتریکی و درنتیجه دوام بتن به نسبت آب به مواد سیمانی مخلوط، نوع و ترکیب پوزولان مصرفی، مقدار مواد سیمانی مصرفی و مقدار هوای بتن ارتباط دارد. در بین پارامتر‌های تاثیر گذار روی مقاومت الکتریکی بتن، نسبت آب به مواد سیمانی، مقدار سیمان و پوزولان مصرفی، اثر بیشتری از سایر عوامل بررسی شده داشتند. در این بین، ترکیبات سرباره و زئولیت بیشترین اثر و ترکیبات سرباره و ولاستونیت کمترین تاثیر را در بهبود نتایج مقاومت الکتریکی داشتند. نتیجه‌ی حاصل از آنالیز رگرسیونی نشان داد که صرف نظر از نوع پوزولان مصرفی، نسبت آب به مواد سیمان و همچنین مقدار هوای بتن، ارتباط معناداری بین نتایج مقاومت الکتریکی حجمی و سطحی در سنین مختلف عمل آوری وجود دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Electrical resistivity of Concrete Mixtures Containing a High Volume of Pozzolanic Materials

نویسندگان [English]

  • Ali Zolghadri 1
  • Babak Ahmadi 2
  • Babak Froutan Mehr 3
1 M.S.C.E in Highway and Transportation Engineering, University of Zanjan
2 Assistant Professor, Road, Housing & Urban Development Research Center, Tehran
3 Member of the Board of Directors, Fahab Beton Company, Tehran
چکیده [English]

In this study, 19 different mixtures, including 11 air-entrained mixtures, three flowable mortar mixtures, and five self-consolidating concrete mixtures were fabricated to investigate the effect of different factors, including air content, type and composition of pozzolans, and water to binder ratio(w/b) on electrical resistivity. These mixtures were made by substituting between 30-60% of cement weight by pozzolanic materials with 0.28 to 0.34 w/b ratios. The pozzolanic materials included zeolite, pumice, wollastonite, and slag. Electrical Surface and bulk resistivity tests were performed at different ages on 100 mm x 200 mm cylindrical specimens, and the relationship between the test results was investigated. The results of the study indicated that the electrical resistivity is related to the water to binder ratio, type and composition of pozzolans used, replacement level of pozzolanic materials, and entrained air amount. Among these factors, the w/b ratio and the replacement level of pozzolan used had a greater effect on the electrical resistivity of concrete. The combination of slag and zeolite had the greatest effect, and the combination of slag and wollastonite had the least effect on the development of electrical resistivity results in the mixtures. The result of regression analysis showed that there is a strong correlation between the results of bulk and surface resistivity of concrete at different ages.

کلیدواژه‌ها [English]

  • bulk resistivity
  • surface resistivity
  • Pumice
  • Wollastonite
  • Zeolite
1].           Ghosh, P. and Q. Tran, Correlation between bulk and surface resistivity of concrete. International Journal of Concrete Structures and Materials, 2015. 9(1): p. 119-132.
[2].         Christensen, B.J., et al., Impedance spectroscopy of hydrating cement‐based materials: measurement, interpretation, and application. Journal of the American Ceramic Society, 1994. 77(11): p. 2789-2804.
[3].         Julio-Betancourt, G. and R. Hooton, Study of the Joule effect on rapid chloride permeability values and evaluation of related electrical properties of concretes. Cement and concrete research, 2004. 34(6): p. 1007-1015.
[4].         FDOT, F., FM 5-578: Florida method of test for concrete resistivity as an electrical indicator of its permeability. Florida Department of Transportation, 2004.
[5].         Kessler, R.J., R.G. Powers, and M.P. Mario Paredes. Resistivity measurements of water saturated concrete as an indicator of permeability. in CORROSION 2005. 2005. OnePetro.
[6].         Tikalsky, P., et al., Development of performance properties of ternary mixtures: laboratory study on concrete. 2011, Iowa State University. National Concrete Pavement Technology Center.
[7].         Marriaga, J., P. Claisse, and E. Ganjian. Application of traditional techniques on chloride resistance assessment of GGBS concrete. in Proceedings of Second International Conference on Sustainable Construction Materials and Technologies. 2010.
[8].         Icenogle, P.J. and T.D. Rupnow, Development of precision statement for concrete surface resistivity. Transportation research record, 2012. 2290(1): p. 38-43.
[9].         Lim, D.T., et al., Evaluation of high performance concrete using electrical resistivity technique. Proceedings of the Our World in Concrete and Structures, 2011.
[10].       Newlands, M.D., et al., Sensitivity of electrode contact solutions and contact pressure in assessing electrical resistivity of concrete. Materials and structures, 2008. 41(4): p. 621-632.
[11].       Spragg, R.P., et al., Variability analysis of the bulk resistivity measured using concrete cylinders. Advances in Civil Engineering Materials, 2012. 1(1): p. 1-17.
[12].       Elkey, W. and E.J. Sellevold, Electrical resistivity of concrete. 1995.
[13].       AASHTO, Standard Method of Test for Surface Resistivity Indication of Concrete’s Ability to Resist Chloride Ion Penetration. 2015, AASHTO USA.
[14].       Li, Z., X. Wei, and W. Li, Preliminary interpretation of Portland cement hydration process using resistivity measurements. Materials Journal, 2003. 100(3): p. 253-257.
[15].       Poppe, A.-M. and G. De Schutter, Cement hydration in the presence of high filler contents. Cement and Concrete Research, 2005. 35(12): p. 2290-2299.
[16].       Ben-Bassat, M., P. Nixon, and J. Hardcastlet, The effect of differences in the composition of Portland cement on the properties of hardened concrete. Magazine of Concrete Research, 1990. 42(151): p. 59-66.