بتن‌‌های حاوی سرباره مس و زئولیت طبیعی: بررسی دوام و رفتار الکتروشیمیایی- 01

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیات علمی و رئیس بخش فناوری بتن مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی

2 عضو هیات علمی مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهر سازی

چکیده

چکیده:
امروزه روش طیف‌نگاری امپدانس الکتروشیمیایی که به عنوان یکی از روش‌های کلیدی در الکتروشیمی و علم مواد مطرح است، بطور گسترده‌ای برای تعیین خواص الکتریکی انواع بتن و به ویژه لایه مرزی میلگرد و بتن مورد استفاده قرار گرفته است. در این مقاله، ضمن معرفی این روش، طیف امپدانس نمونه‌های بتن مسلح ساخته شده به صورت مخلوط‌های سه جزئی و دو جزئی حاوی زئولیت و سرباره مس مورد مطالعه قرار گرفته است. علاوه بر این، مدار‌های الکتریکی مناسبی که قابلیت شبیه‌سازی چنین طیف‌هایی را داشته باشند برای تحلیل رفتار لایه مرزی بین فولاد و این نوع بتن‌ها ارائه شده است. نتایج بدست آمده از این تحقیق نشان می‌دهد که استفاده از زئولیت و سرباره مس، شاخص‌های دوام بتن شامل نفوذ آب و یون کلراید را تا حد زیادی بهبود داده است. همچنین با ارائة مدل الکتریکی و تعیین مقاومت پلاریزاسیون و محاسبه سرعت خوردگی با استفاده از رابطه استرن-گری، مشخص شد که استفاده از این مواد با افزایش مقاومت پلاریزاسیون، شدت جریان خوردگی را تا حدود 65 درصد کاهش می‌دهد.

کلید واژه: زئولیت طبیعی، سرباره مس، رفتار الکتروشیمیایی، مدار معادل، دوام بتن

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Concrete containing natural zeolite and copper slag: Durability and electrochemical properties-02

نویسندگان [English]

  • Jafar Sobhani 1
  • mehdi chini 2
1 Faculty Member of Road, Housing & Urban Development Research Center (BHRC), Concrete Technology Department, Tehran, Iran
2 Faculty member of Road, Housing & Urban Development Research Center (BHRC), Concrete Technology Department, Tehran,Iran
چکیده [English]

Recently, the electrochemical impedance spectrometry (EIS) has been found as a key method in the field of materials science and electrochemistry for determination of electrical behavior of concrete and especially the interfacial zone of steel-concrete layer. In this paper, EIS of reinforced concretes made with binary and ternary combination of zeolite and copper slag as supplementary cementitious material were examined in an experimental research. Moreover, equivalent electrical circuits fitted for evaluation of steel/concrete interface of such concretes. The results showed that zeolite and copper slag enhanced the durability properties of concrete including the water and chloride permeability indexes. Also, with aid of electrical models and determining the polarization resistance with stern- geary equation, it was found that these martials increased the polarization resistance leading to the decrease of corrosion rate up to 65%.
Keywords: Natural zeolite, copper slag, electrochemical behavior, equivalent circuit, concrete durability
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • "Concrete durability"
  • "natural zeolite"
  • "copper slag"
  • " electrochemical properties"

 

[1] R. G. Kelly and J. R. Scully, D. W. Shoesmith, R. G. Buchheit, Electrochemical Techniques in Corrosion Science and Engineering, Marcel Dekker, USA, 2002.

[2] V. Feliu,  J. A. Gonzalez, C. Andrade And S. Feliu, Equivalent circuit for modelling the steel concrete interface,ii experimental evidence and theoretical predictions, Corrosion Science, Corrosion Science, Vol. 39, No. 5, pp. 975-993, 1998.

 [3] O. Poupard, A.A. Mokhtar, P. Dumargue, Corrosion by chlorides in reinforced concrete: Determination of chloride concentration threshold by impedance spectroscopy, Cement and Concrete Research, Vol. 34 , 2004, pp. 991–1000

[4] P. Gu, Z. Xu, P. Xie, J.J. Beaudoin, Application of A.C. impedance techniques in studies of porous cementitious materials (i): Influence of solid phase and pore solution on high frequency resistance, Cement and Concrete Research. Vol. 23, pp. 531-540, 1993.

]5[ احتشام‌زاده، مریم، مقدمه‌ای بر کاربرد .E.I.S در مطالعه خوردگی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران، 1385.

[6] V. Feliu, J.A. Gonzalez, S. Feliu, Modelling of the steel–concrete interface to obtain information on reinforcement bar corrosion, Journal of Applied Electrochemistry (2005) 35:429–436

[7] G. S. Franke, Electrochemical Techniques in Corrosion: Status, Limitations, and Needs, Journal of ASTM International, Vol. 5, No. 2, pp. 1-27.

 [8] V. Feliu, J. A. González, C. Adrade, S. Feliu , Equivalent circuit for modelling the steel-concrete interface. II. Complications in applying the stern-geary equation to corrosion rate determinations, Corrosion Science, Vol. 40, No. 6, 1998, pp. 995-1006

[9] V. Feliu, J. A. González, C. Adrade, S. Feliu , I. experimental evidence and theoretical predictions, Corrosion Science, Vol. 39, No. 5, pp. 263-381.

[10] M. Keddam, X.R. Nَvoa, V. Vivier, The concept of floating electrode for contact-less electrochemical measurements: Application to reinforcing steel-bar corrosion in concrete, Corrosion Science 51 (2009) 1795–1801.