منصة الرسائل والاطاريح: الخصائص الميكانيكية والديمومة للخرسانة منخفضة الكاربون الحاوية على مسحوق خبث الافران العالية

الخلاصة

يعتبر الاحتباس الحراري مشكلة خطيرة تهدد العالم ومستقبل الحياة البشرية. يعتبر قطاع البناء من بين المصادر الرئيسية لانبعاثات الكاربون، وتساهم صناعة السمنت بشكل كبير في هذه الانبعاثات. لذلك، تُعَدُّ الخرسانة منخفضة الكربون (LCC) حلاً لتقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون خلال عملية تصنيعها. تقوم الصناعة العالمية لمواد البناء بتطوير أدوات وقواعد بيانات ومنهجيات لتقدير كمية الانبعاثات المتجسدة من ثاني أكسيد الكربون (eCO2) في المباني وتطوير استراتيجيات للحد منها. حيث يستهلك قطاع البناء حوالي 40٪ من الطاقة العالمية ويُسهم بحوالي 30٪ من انبعاثات الغازات الدفيئة (. (GHG تمت دراسة مقاومة الانضغاط وسرعة الذبذبات فوق الصوتية وانكماش الجفاف لمختلف الخلطات الخرسانية في أعمار مختلفة (28، 56 و90 يومًا) لتقييم تأثير استبدال السمنت بخبث افران الصهر العالية (GGBS) على الخواص الفيزيائية والميكانيكية للخرسانة. تمت دراسة خصائص الخرسانة المتصلدة مثل امتصاص الماء والمسامية وعمق اختراق الكلوريد وتركيز الكلوريد وتآكل حديد التسليح لتقييم ديمومة ومتانة هذه الأنواع من الخرسانة وتحديد العلاقة بين مقاومة اختراق أيون الكلوريد ومقاومة التآكل والنسبة المثلى للخلطات الخرسانية. في هذه الدراسة، تم اختيار خمسة عشر خلطة مختلفة من خلال صب مكعبات 100 ملم ، واسطوانة بقطر100 ملم وارتفاع 200 ملم لقياس مقاومة الانشطار ، واسطوانة قصيرة (100 × 50) ملم لاختبار مقاومة هجرة ايون الكلوريدات ، وقوالب موشورية (100 × 100 × 400) ملم مسلحة بحديد تسليح قطر 10 ملم لاختبار التآكل المعجل باستخدام التيار الكهربائي. أظهرت النتائج أن الخلطة ذات المقاومة 35 ميجا باسكال تستهلك الحد الأدنى من ثاني أكسيد الكربون المتجسد (eCO2) مقارنةً بالخلطات الأخرى. أيضًا، أظهرت النتائج انخفاضًا في خصائص الخرسانة الطرية، مثل قابلية التشغيل، مع زيادة نسبة GGBS في الخلطة. تم اختبار خصائص الخرسانة المتصلدة مثل مقاومة الانضغاط والانشطار وسرعة انتقال الموجات فوق الصوتية وانكماش التجفيف. بشكل عام، زيادة نسبة استبدال GGBS تحسن معظم الخصائص باستثناء انكماش الجفاف، حيث سجلت الخلطات التي تحتوي على نسبة عالية من GGBS قيمًا أعلى لهذا الفحص. أما بالنسبة لخصائص الديمومة، مثل امتصاص الماء والمسامية وهجوم الكلوريد وعمق اختراق الكلوريد وتركيز الكلوريد وتآكل حديد التسليح، فكانت النتائج غير متساوية. وجد أن مقاومة اختراق الكلوريد تزداد مع زيادة مقاومة الانضغاط ونسبة GGBS بشكل عام، ولكن هذا العلاقة لم تنطبق على جميع الخلطات الأخرى. على سبيل المثال، وجد أن العينات ذات المقاومة 35 ميجا باسكال التي تحتوي على نسبة 50٪ من GGBS تظهر نفس مقاومة اختراق الكلوريد للعينات ذات المقاومة 55 ميجا باسكال التي تحتوي على نفس نسبة GGBS. وعمومًا، ترتفع مقاومة التآكل عادةً مع زيادة مقاومة الانضغاط ونسبة GGBS. ولكن هذا لم يكن صحيحًا بالنسبة لجميع العينات، حيث وجد أن العينات التي تحتوي على 35 ميجا باسكال ونسبة 25٪ من GGBS كانت أكثر مقاومة لاختراق أيون الكلوريد من العينات التي تحتوي على 55 ميجا باسكال ونفس نسبة GGBS. تشير نتائج هذه الدراسة إلى إن الديمومة الجيدة يمكن تحقيقها ليس فقط بزيادة المقاومة بل ممكن الحصول على ديمومة عالية من خلال زيادة فعالية الخبث مع السمنت من خلال تحقيق بنية عالية ومقاومة لاختراق العناصر العدائية مثل الكلوريدات