This paper reports the results of an experimental study on durability of ordinary concrete and high volume fly ash (HVFA) concrete containing nano silica (NS). In this study, concretes containing 2 and 4 % of NS are prepared at a constant water/binder ratio of 0.4 for testing ages of 3, 7, 28, 56 and 90 days. The concrete containing 2 % NS exhibited similar compressive strength of that containing 4 % NS and is used to evaluate its effectiveness in HVFA concrete. The compressive strength and durability tests including water sorptivity, volume of permeable voids (VPV), chloride permeability and porosity are investigated experimentally. Results show that besides improvement in compressive strength, the addition of 2 % NS significantly reduced the water sorptivity, VPV, chloride permeability and porosity of HVFA concretes. It is also revealed that the above durability properties of concretes containing 38 % class F fly ash and 2 % NS as partial replacement of cement are superior than ordinary concrete containing 100 % cement

چکیده

این مقاله نتایج یک مطالعه تجربی روی دوام بتن معمولی و بتنِ دارای حجم بالا خاکستر بادی (HVFA) حاوی نانو سیلیس (NS) را گزارش می کند. در این مطالعه، بتن های حاوی 2 و 4 درصدNS  در نسبت آب/چسب ثابت 0.4 برای تست سنین 3، 7، 28، 56 و 90 روزه تهیه شدند . بتن حاوی 2 درصدNS  مقاومت فشاری مشابهی با بتنِ حاوی 4 درصد NS نشان داد و برای بررسی اثربخشی آن در بتنِ HVFA استفاده شده است. آزمون های دوام و مقاومت فشاری ازجمله قابلیت جذب آب، حجم حفره های نفوذپذیر (VPV)، نفوذپذیری و تخلخل کلرید بصورت تجربی بررسی شدند. نتایج نشان می دهد که علاوه بر بهبود در مقاومت فشاری، افزودنِ 2 درصدNS  به میزان قابل توجهی قابلیت جذب آب، VPV، نفوذپذیری و تخلخل کلریدِ بتن های HVFA را کاهش داد. همچنین نشان داد که خواصِ دوامِ بالای بتن های حاوی 38 درصد از خاکسترِ بادی کلاس  Fو 2 درصدNS  با جایگزینیِ جزئیِ سیمان برتر از بتن معمولی حاوی 100 درصد سیمان هستند.

1-مقدمه

بتن ماده ا­ی است که قرن هاست  بطور گسترده‌ در ساخت و ساز در جهان مورد استفاده قرار است. هرچه مصرفِ بتن افزایش می یابد، تولیدِ جهانی سیمان ادامه می یابد و تا مقدار قابل توجهِ 3.6 میلیارد تن در سال 2011 رشد کرده است [1]. با این حال، تولید سیمان پرتلند یک فرایند بسیار انرژی بر است وCO2  در طول تکلیس (آهکی شدن) منتشر می شود که اثر بسیار مهمی بر گرمایش جهانیِ کره زمین دارد. تولیدِ یک تن سیمان پرتلند معمولی (OPC) حدود یک تن دی اکسید کربن به جو منتشر می کند [2]. در این راستا ضروری است که بتنِ سازگار با محیط زیست را بیابیم که حاویOPC  کم اما با کارایی بالا در مقاومت و دوام است...