مطالعه آزمايشگاهي اثر غلظت محلول‌هاي سيليكات سديم و پتاسيم هيدروكسيد و دماي ساخت بر زمان گيرش و مقاومت فشاري ملات ژئوپليمري

Experimental study of sodium silicate and potassium hydroxide solutions and mixing temperature on setting time and compressive strength of the geopolymer mortar

ژئوپليمرها به عنوان يك بتن بدون سيمان توجه بسياري از محققين را در سال‌هاي اخير جلب كرده است. در ساخت اين نوع بتن‌ها به جاي سيمان از مواد مختلفي (داراي ساختار آلومينوسيليكاتي) مانند متاكائولن، زئوليت و... استفاده مي‌شود. براي تشكيل ماده چسباننده از محلول‌هاي شيميايي جهت تكميل فرآيند ژئوپليمرازاسيون استفاده مي‌شود. تهيه محلول‌هاي شيميايي معمولا گرماي زيادي آزاد مي‌كند. در اين تحقيق از سرباره كوره‌هاي آهنگدازي به عنوان جايگزين سيمان و از محلول‌هاي سيليكات سديم و پتاسيم هيدروكسيد به عنوان محلول‌هاي شيشمايي استفاده شده است. در اين تحقيق اثرات مواد شيميايي و دماي ساخت در خواص تازه و سخت شده خمير و ملات ژئوپليمري ارزيابي شده است. بدين منظور 20 نسبت اختلاط مختلف ساخته شد و زمان گيرش، دماي ساخت، مقاومت فشاري و مدول الاستيسيته براي آنها اندازه‌گيري شد. نتايج نشان داد هرچه ميزان مواد شيمايي بيشتر باشد زمان گيرش كمتر شده و همزمان دماي ساخت و مقاومت فشاري بيشتري در نمونه ها بدست آمده است. .همچنين در بين دو محلول سيليكات سديم و پتاسيم هيدروكسيد، اثرات غليظ تر كردن محلول سيليكات سديم در افزايش مقاومت و كاهش زمان گيرش بيشتر است. اثر اين دو محلول بر دماي ساخت نيز بررسي شد و براي بررسي معني داري رابطه بين آن‌ها تحليل آماري صورت گرفت. همچنين رابطه بين مدول الاستيسيته ملات هاي ساخته شده با مقاومت فشاري بدست آمد. عكس‌هاي ميكروسكوپ الكتروني نمونه‌ها با بيشترين و كمترين ميزان مقاومت نشان داد، بيشتر بودن مواد شيمايي و دماي ساخت موجب تشكيل بيشتر ژل ژئوپليمر سخت‌ شده گرديده و عرض ترك‌هاي مشاهده شده در طرح با محلول هاي شيميايي كمتر، نزديك به 3 برابر بيشتر است. همچنين آزمايش پرتو نگاري اشعه X براي نمونه‌ها نشان داد شدت بازتابش در نمونه با مقاومت پايين بيشتر بوده كه حاكي از كمتر از تشكيل شدن ژئوپليمر سخت شده به دليل كاهش غلظت مواد شيميايي بوده است

Geopolymers have attracted the attention of many researchers in recent years as a non-cement concrete. Instead of cement, various material such as metakaoline, zeolite, rice husk ash, etc are used in Geopolymers. In order to complete the geopolymerization process, a binder is used along with the selected material from the chemical solutions. Preparation of chemical solutions usually liberates a lot of heat. In this research, steel slag was used as a substitute for cement. In addition, solutions of sodium silicate and potassium hydroxide used as chemical solutions. This research evaluates the effects of chemicals and the mixing temperature on properties of geopolymer mortar. For this purpose, 20 different mixing ratios were made. Setting time, mixture temperature, elasticity module and compressive strength of sample were measured. The results showed that the higher the amount of chemicals solution creates mores mixing temperature and compressive strength and less setting time. Between solutions of sodium silicate and potassium hydroxide, the effects of increasing of the sodium silicate solution are greater in strength growth, temperature growth and setting time reduction. The electron microscopic images of the samples with the highest and the least strength showed that the higher amount of chemicals and the temperature of the construction caused the formation of more hardened geopolymer gel and the width of the cracks observed in the mix design with less chemical solutions It is nearly 3 times more. In addition, X-ray radiation testing for the samples with the highest and lowest strenght showed that the intensity of reflection in the sample with lower strenght was higher; indicating that the hardened geopolymer gel was less due to the reduction of chemical concentration.