تاثیر باکتری بر جذب آب و بهبود دوام بتن سبک دانه ی سازه ای

STUDENT

DEGREE

YEAR

Today with developments of technology, humans wants maintains strength of destructive environments besides building concrete, gaining resistance pressure and earth quack lateral force resistance at a long time. So that, for the structural engineer purpose as a suitable option will be using of light structure concrete within obtaining strength of resistant design and less weight. Many searches at harmful environment had been done to find out a way about decreasing water absorption of concrete and increase strength of this kind of concrete. However in filing of pores at the normal concrete and improvements feature of concrete be effective using of bacteria that produces sediments of carbonate calcium had been accepted by researchers and suggested more study in this field. Therefore, in this study first we want to build experimental samples to investigating effects of sediment produces by bacteria on lightweight aggregate and the samples of lightweight aggregate concrete. To accessing study purpose three different kinds of lightweight aggregate in three group as for size of aggregate and time of bacteria; divided to 234 of Leca sample and 42 Perlit sample and 21 mineral aggregate sample effective bacteria tests aggregate by two kind of bacteria S Pasteurri and B Subtiuis to reducing percent of absorption before and after submergence of samples in water. According to the result of these kinds of artificial Leca aggregate by using S Pasteurri bacteria maximum value of reduction will be happened about 20% reduction. Also result represent that in comparison at aggregate applied sediment by S Psteurri bacteria in addition mineral has no effect on water absorption after sequestration of aggregate, again after 20 days test of investigating water absorption for improved lightweight aggregate had been useful. Effect of water absorption for concrete resistivity and rapid permeability of chloride and water impermeable in 4 water environment, sea water, water contained urea and calcium chloride and water contained bacteria within urea and chloride calcium to surface treatment. Comparison constructed samples by same time using of bacteria in mixture water and sequestration aggregation both in seawater environment as natural environment purred by calcium and water and reactant represent that increasing percent of resistant pressure at sea water about 18% more than at the age of 150 days. Also simultaneous effect of bacteria to sequestration of aggregate is effective. For constructed concrete results as percent of water absorption, Electrical resistivity, impermeability in water, in addition to mixture water bacteria at sea environment. At mean value in comparison of normal water are 36.5% reduced, 80% increased, 24.5% reduced. Also using of normal bacteria to restoration of permeability of chloride in concrete in value of 15.5% normal water samples. Also, microscopic image represent applying carbonate calcium and reduction of pores of concrete matrix to being a denser concrete. Key Words: Calcium carbonate sediment, Bacteria, Lightweight aggregate concrete, Lightweight aggregate, rapid coloride Permeability, Surface treatment.

امروزه با پیشرفت تکنولوژی بشر به دنبال ساخت بتن‌هایی است که علاوه بر کسب نیازهای مقاومت فشاری ومقاومت در برابر نیروهای جانبی زلزله برای مدت طولانی‌تری در برابر محیط‌های مخرب دوام خود را حفظ کند. کاهش وزن بتن علاوه بر اثرات مثبت برای کاهش جذب نیروهای جانبی زلزله باعث راحتی حمل و انتقال بتن در طی عملیات ساخت می‌باشد. بنابراین استفاده از بتن سبک سازه‌ای با کسب مقاومت مورد نیاز طراحی و وزن کم می تواند به عنوان گزینه‌ی مناسبی برای اهداف مهندسی سازه مطرح باشد. در این بین جذب آب بالای سنگ دانه در طی ساخت و پس از آن از عوامل مضر در به کار گیری از این نوع بتن بوده است. تحقیقات فراوانی برای پیدا کردن راه کاری در مورد کاهش جذب آب بتن و افزایش دوام این نوع بتن در محیط مخرب انجام شده است. از طرفی استفاده از باکتری‌های تولید کننده‌ی رسوبات کلسیم کربنات در بتن معمولی در پر کردن خلل و فرج و بهبود ویژگی های بتن و ثمر بخش بودن این روش توسط محققین تایید و بر لزوم گسترش مطالعات در این زمینه تاکید شده است. بنابراین در این تحقیق بر آن شدیم تا با ساخت نمونه‌های آزمایشگاهی تاثیر رسوبات تولید شده توسط باکتری را ابتدا بر روی سبک دانه‌ها و سپس نمونه‌های بتن سبک دانه مورد تحلیل و بررسی قرار دهیم. در راستای دست یابی به اهداف تحقیق ابتدا سه نوع مختلف از سنگ دانه‌های سبک در سه گروه با توجه به سایز سنگ دانه و مدت زمان استغراق باکتری و نوع باکتری به 234 نمونه‌ی لیاپور و 42 نمونه‌ی پرلیت و 21 نمونه‌ی سنگ دانه‌ی پوکه‌ی معدنی تقسیم شدند. آزمایش‌های تاثیر باکتری توسط دو نوع باکتری S Pasteurii و B Subtilis بر کاهش درصد جذب آب قبل و بعد از استغراق نمونه‌ها در آب گرفته شد. با توجه به نتایج این گروه سنگ دانه‌ی مصنوعی لیاپور با حدود 20% کاهش درصد جذب آب بیش ترین مقدار کاهش را با استفاده از باکتری S Pasteurii به خود اختصاص داد. هم چنین نتایج حاکی از تاثیر بیش تر رسوبات ایجاد شده توسط باکتری S Psteurii نسبت به باکتری B Subtilis در سنگ دانه بود. در این بین پوکه‌ی معدنی غروه تاثیر قابل ملاحظه‌ای در جذب آب خود نداشت. پس از ترسیب سنگ دانه‌ها آزمایش تعیین درصد جذب آب پس از 20 روز مجددا برای سبک دانه‌های بهبود یافته تکرار و نتایج حاکی از ماندگار بودن تاثیر رسوبات در کاهش درصد جذب آب بتن بود. سپس با ساخت 144 نمونه ی مکعبی برای آزمایش مقاومت فشاری، 72 نمونه‌ی استوانه‌ای و 36 نمونه‌ی مکعب مستطیل برای آزمایش‌های مقاومت الکتریکی بتن و نفوذ سریع یون کلرید و نفوذ ناپذیری در برابر آب در 4 محیط آب، آب دریا، آب حاوی اوره و کلرید کلسیم و آب حاوی باکتری همراه اوره و کلرید کلسیم جهت ترمیم سطحی نمونه‌ها به انجام آزمایش‌های مربوطه پرداخته شد. با بررسی نتایج و مقایسه‌ی آن‌ها می‌توان عنوان نمود که استفاده از باکتری S Pasteurii در بتن سبک دانه در تمامی حالات موجب افزایش مقاومت فشاری نمونه‌ها شده است. هم چنین استفاده از سنگ دانه‌های ترسیب شده در بتن می تواند به عنوان یک عامل تاثیر گذار بر مقاومت فشاری نمونه‌ها بیان گردد. تاثیر عمل آوری و نگه داری نمونه‌های حاوی باکتری در آب دریا به مراتب بیش تر از محیط آب و مواد واکنش دهنده برای افزایش مقاومت فشاری نمونه‌ها بود. مقایسه‌ی نمونه‌های ساخته شده توسط استفاده ی هم زمان باکتری در آب اختلاط و ترسیب سنگ دانه در دو محیط آب دریا به عنوان محیط طبیعی غنی از کلسیم و آب و مواد واکنش دهنده نشان داد افزایش درصد مقاومت فشاری در آب دریا حدود 18% بیش تر در سن 150 روز می‌باشد. هم چنین در صورت ترمیم سطحی نمونه، عمق نفوذ آب به شکل قابل ملاحظه‌ای کاهش پیدا می‌کند. در این بین تاثیر هم زمان باکتری جهت ترسیب سنگ دانه یک عامل موثر می‌باشد. نتایج درصد جذب آب، مقاومت الکتریکی و نفوذ ناپذیری در برابر آب برای بتن ساخته شده با سنگ دانه‌ی ترسیب شده همراه باکتری در آب اختلاط در محیط آب دریا به ترتیب به طور میانگین 5/36 % کاهش، 80 % افزایش و 5/24 % کاهش نسبت به نمونه‌ی شاهد آب معمولی بوده است. این نتایج برای همین گروه از نمونه‌ها مستغرق در آب و مواد واکنش دهنده به ترتیب موجب کاهش 2/54 % جذب آب، 3/82 % افزایش مقاومت الکتریکی در سن 150 روز و کاهش 35% عمق نفوذ آب نسبت به نمونه‌ی شاهد آب معمولی بود. هم چنین استفاده از باکتری برای ترمیم سطح نفوذ یون کلرید در بتن را به اندازه‌ی 15/5 % نسبت به نمونه‌ی شاهد آب معمولی به طور میانگین کاهش داد. هم چنین تصاویر میکروسکوپ الکترونی حاکی از ایجاد رسوبات کلسیم کربنات و کاهش خلل و فرج ماتریس بتن و توپر و متراکم تر شدن بتن بود. کلمات کلیدی: رسوبات کربنات کلسیم، باکتری، بتن سبک دانه، سبک دانه، آزمایش نفوذ سریع یون کلرید