بتن ضد آب: نوآوری در ساخت و ساز
Keywords:
خواص مکانیکی, بتن ضد آب, تخریب, دوام بتنAbstract
در دنیای امروز، صنعت ساخت و ساز به سرعت در حال تحول و پیشرفت است. یکی از مهم‌ترین و اساسی‌ترین مصالح ساختمانی در دنیا بتن است که همواره محققان به دنبال بهبود ویژگی‌های آن هستند. بتن ضد آب یکی از این نوآوری‌هاست که فضای جدیدی در زمینه ساخت و ساز فراهم کرده است. این نوع بتن نه تنها مقاومت بالایی دارد، بلکه از نفوذ آب نیز جلوگیری می‌کند و بنابراین برای استفاده در محیط‌های مرطوب و پروژه‌های دریایی بسیار مناسب است. بتن ضد آب به دلیل ویژگی‌های منحصر به فرد خود، توجه بسیاری از مهندسان و معماران را به خود جلب کرده است. یکی از مهم‌ترین مزایای این نوع بتن، جلوگیری از نفوذ آب به داخل سازه‌هاست. این امر باعث افزایش دوام و طول عمر ساختمان‌ها می‌شود و هزینه‌های نگهداری و تعمیر را به طور قابل توجهی کاهش می‌دهد. مخلوط‌های ضدآب یکپارچه مختلف و پوشش‌های سطحی به‌طور گسترده‌ای برای جلوگیری یا کاهش این مشکل استفاده شده است. ترکیب مواد افزودنی ضد آب (مانند متراکم کننده‌ها، دافع‌های آب و افزودنی‌های کریستالی) در بتن دارای مزایای متعددی مانند سهولت استفاده است. توانایی این مواد در ترکیب با بتن باعث مقاومت در برابر فشار هیدرواستاتیک شده، که باعث شده یک انتخاب مناسب برای سازه‌های واقع در مناطق سیل خیز باشد. مزایای کلی بتن ضد آب آن را به یک ماده ایده آل برای کاربردهای ساحلی و دریایی تبدیل کرده است. این پژوهش به بررسی در مورد بتن ضد آب یکپارچه حاوی افزودنی‌های ضد آب مختلف تجاری و آزمایشگاهی ساخته‌شده می‌پردازد. این بررسی جامع تأکید می‌کند که استفاده از افزودنی‌های یکپارچه ضدآب، افزایش عمر مفید سرویس دهی و بهبود دوام سازه‌های بتنی در شرایط نفوذ آب و حفظ سازه‌های دریایی در محیط خشن دریایی کاربرد دارد.
References
1. German Committee on Reinforced Concrete Guidelines for the Protection and Repair of Concrete Components, Part 3: Quality Assurance in Execution of the Works DAfStb, Berlin, Germany (1991)
2.Pfeiffer, D. W., & Scali, M. J. (1981). Concrete sealing for protection of bridge structures. National Cooperative Highway Research Program (NCHRP 244). Transportation Research Board, Washington DC.
3. Wong, H. S., Barakat, R., Alhilali, A., Saleh, M., & Cheeseman, C. R. (2015). Hydrophobic concrete using waste paper sludge ash. Cement and Concrete Research, 70, 9-20.
4. Tittarelli, F., & Moriconi, G. (2010). The effect of silane-based hydrophobic admixture on corrosion of galvanized reinforcing steel in concrete. Corrosion Science, 52(9), 2958-2963.
5. Zhou, Q., & Xu, Q. (2009). Experimental study of waterproof membranes on concrete deck: Interface adhesion under influences of critical factors. Materials & Design, 30(4), 1161-1168.
6. Dong, W., Li, W., Sun, Z., Ibrahim, I., & Sheng, D. (2022). Intrinsic graphene/cement-based sensors with piezoresistivity and superhydrophobicity capacities for smart concrete infrastructure. Automation in Construction, 133, 103983.
7. Jahandari, S., Tao, Z., & Alim, M. A. (2021, September). Effects of different integral hydrophobic admixtures on the properties of concrete. In Proceedings of the 30th Biennial National Conference of the Concrete Institute of Australia, Perth, Australia (pp. 5-8).
8. Mehdizadeh, B., Jahandari, S., Vessalas, K., Miraki, H., Rasekh, H., & Samali, B. (2021). Fresh, mechanical, and durability properties of self-compacting mortar incorporating alumina nanoparticles and rice husk ash. Materials, 14(22), 6778.
9. Hossain, M. M., Karim, M. R., Hasan, M., Hossain, M. K., & Zain, M. F. M. (2016). Durability of mortar and concrete made up of pozzolans as a partial replacement of cement: A review. Construction and building materials, 116, 128-140.
[10. Oltulu, M., & Şahin, R. (2011). Single and combined effects of nano-SiO2, nano-Al2O3 and nano-Fe2O3 powders on compressive strength and capillary permeability of cement mortar containing silica fume. Materials Science and Engineering: A, 528(22-23), 7012-7019.
11. Muhunthan, B., and Sariosseiri, F. (2008).“Interpretation of geotechnical properties of cement treated soils,” Research Report FHWA Contract DTFH61- 05-C-00008, Washington (State), Department of Transportation.
12. سوری، ع، "مقدمه‌اي بر مواد مكمل سيماني – بخش 1، فصل‌نامه سرامیک ایران، دوره 8، شماره 46، ، 1395.
13. C. Gervais, S.K. Ouki, 2002. Performance study of cementitious systems containing zeolite and silica fume: effects of four metal nitrates on the setting time, strength and leaching characteristics, Journal of Hazardous Materials. B93:187-200.
14. Tao ,Ji. (2005). “ Preliminary study on the water permeability and microstructure of concrete incorporating nano-SiO2 , ” Cement and Concrete Research: v35(Pages 1943-1947)
15. Yen Thi Tran, Jechan Lee, Pawan Kumar, Ki-Hyun Kim, Sang Soo Lee, 2018. Natural zeolite and its application in concrete composite production, Composites Part B, December .
16. Mailvaganam, N. P., Rixom, M. R., Manson, D. P., & Gonzales, C. (1999). Chemical admixtures for concrete. Crc Press.
17. A resin adhesive mortar preparation and phenol, 代丽珍, 常路生, 王勤, (2013). Materials Science.
18. Spaeth, V., Lecomte, J., & Delplancke-Ogletree, M. (2014). Integral water repellent based materials: Impact of aging on cement microstructure and performances. In Proc., Hydrophobe 7th Int. Conf. on Water Repellent Treatment and Protective Surface Technology for Building Materials (pp. 57-66).
19. Yoon, C. B., & Lee, H. S. (2020). Experimental study on the evaluation of physical performance and durability of cement mortar mixed with water repellent impregnated natural zeolite. Materials, 13(15), 3288.
20. Zhao, Y., Lei, L., Wang, Q., & Li, X. (2023). Study of superhydrophobic concrete with integral superhydrophobicity and anti-corrosion property. Case Studies in Construction Materials, 18, e01899.
21. Justnes, H. (2008). Low water permeability through hydrophobicity. COIN Project report, 1.
22. Song, Q., Wang, Q., Xu, S., Mao, J., Li, X., & Zhao, Y. (2022). Properties of water-repellent concrete mortar containing superhydrophobic oyster shell powder. Construction and Building Materials, 337, 127423.
23. Wang, M., Wang, Q., Mao, J., Xu, S., & Shi, Z. (2022). Study on water-repellent and corrosion-resistant properties of cement mortar using superhydrophobic iron ore tailings. Journal of Building Engineering, 62, 105360.
24. Wong, H. S., Barakat, R., Alhilali, A., Saleh, M., & Cheeseman, C. R. (2015). Hydrophobic concrete using waste paper sludge ash. Cement and Concrete Research, 70, 9-20.
25. Qu, Z. Y., & Yu, Q. L. (2018). Synthesizing super-hydrophobic ground granulated blast furnace slag to enhance the transport property of lightweight aggregate concrete. Construction and Building Materials, 191, 176-186.
26. Quraishi, M. A., Kumar, V., Abhilash, P. P., & Singh, B. N. (2011). Calcium stearate: A green corrosion inhibitor for steel in concrete environment. J. Mater. Environ. Sci, 2(4), 365-372.
27. Phuah, E. T., Yap, J. W. L., Lau, C. W., Lee, Y. Y., & Tang, T. K. (2022). Vegetable oils and animal fats: sources, properties and recovery. Recent Advances in Edible Fats and Oils Technology: Processing, Health Implications, Economic and Environmental Impact, 1-26.
28. Luan, Y., & Asamoto, S. (2023). Experimental study on mortar with the addition of hydrophobic silicone oil for water absorption, strength, and shrinkage. Construction and Building Materials, 367, 130323.
29. Justnes, H., Østnor, T. A., & Barnils Vila, N. (2004, October). Vegetable oils as water repellents for mortars. In Proceedings of the 1st international conference of asian concrete federation, Chiang Mai (pp. 28-29).
30. Teng, L. W., Huang, R., Chen, J., Cheng, A., & Hsu, H. M. (2014). A study of crystalline mechanism of penetration sealer materials. Materials, 7(1), 399-412.
31. https://www.waterproofmag.com/2010/04/understanding-integral-waterproofing, Accessed 18th Jul 2022
32. Borle, S., & Ghadge, A. N. (2016). Comparative study of conventional and modern waterproofing techniques. International Journal of Engineering Research, 5(1), 32-36.
33. Al-Kheetan, M. J., & Rahman, M. M. (2019). Integration of anhydrous sodium acetate (ASAc) into concrete pavement for protection against harmful impact of deicing salt. JOM, 71(12), 4899-4909.
34. Al‐Kheetan, M. J., Rahman, M. M., & Chamberlain, D. A. (2018). Development of hydrophobic concrete by adding dual‐crystalline admixture at mixing stage. Structural Concrete, 19(5), 1504-1511.
35. Franzoni, E., Pigino, B., & Pistolesi, C. (2013). Ethyl silicate for surface protection of concrete: Performance in comparison with other inorganic surface treatments. Cement and Concrete Composites, 44, 69-76.
36. Al-Kheetan, M. J., Rahman, M. M., & Chamberlain, D. A. (2020). Moisture evaluation of concrete pavement treated with hydrophobic surface impregnants. International Journal of Pavement Engineering, 21(14), 1746-1754.
37. Development of hydrophobic concrete by adding dual‐crystalline admixture at mixing stage.
38. Al-Rashed, R., & Al-Jabari, M. (2021). Multi-crystallization enhancer for concrete waterproofing by pore blocking. Construction and Building Materials, 272, 121668.
39. Zhang, P., Wittmann, F. H., & Zhao, T. J. (2009). Capillary Suction of and Chloride Penetration into Integral Water Repellent Concrete/Kapillare Saugfähigkeit und Eindringen von Chloriden in integral hydrophobierten Beton. Restoration of buildings and monuments, 15(3), 187-194.
40. Leong, K. S. (2019). Mechanical Properties of 1200 Kg/m3 Lightweight Foamed Concrete Incorporate With Calcium Stearate (Doctoral dissertation, UTAR).
41. Vijay, K., & Murmu, M. (2020). Experimental study on bacterial concrete using Bacillus subtilis micro-organism. In Emerging Trends in Civil Engineering: Select Proceedings of ICETCE 2018 (pp. 245-252). Springer Singapore.
42. Zhang, B., Li, Q., Ma, R., Niu, X., Yang, L., Hu, Y., & Zhang, J. (2021). The influence of a novel hydrophobic agent on the internal defect and multi-scale pore structure of concrete. Materials, 14(3), 609.
43. Zhang, Chaoyang, et al. "Water absorption behavior of hydrophobized concrete using silane emulsion as admixture." Cement and Concrete Research 154 (2022): 106738.
44. Zhu, Y. G., Kou, S. C., Poon, C. S., Dai, J. G., & Li, Q. Y. (2013). Influence of silane-based water repellent on the durability properties of recycled aggregate concrete. Cement and Concrete Composites, 35(1), 32-38.
45. مرادیان،م ، اصلانیان، ز ، نوری، و، 1389" عملکرد بتن حاوی زئولیت و دوده سیلیس در معرض اسید سولفوریک" دومین کنفرانس بتن.
46. صمیمی، ک، لیریایی، ج ، کمالی، س1397،" تاثیر پومیس و زئولیت بر دوام بتن خودتراکم در برابر حملات اسیدی،کربناته شدن و محیط های دریایی" ، اولین کنفرانس ملی دوام بتن.
47. Fanijo, E.O., Kolawole, J.T., & Almakrab, A. (2021). "Alkali-silica reaction (ASR) in concrete structures": Mechanisms, effects and evaluation test methods adopted in the United States Case Studies in Construction Materials.
48. Weise, F., von Werder, J., Manninger, T., Maier, B., Fladt, M., Simon, S., ... & Meng, B. (2022). A multiscale and multimethod approach to assess and mitigate concrete damage due to alkali–silica reaction. Advanced engineering materials, 24(6), 2101346.
49. G.K. Al-Chaar, M. Alkadi, P.G. Asteris, (2013). "Natural pozzolan as a partial substitute for cement in concrete", The Open Construction and Building Technology Journal, 7, 33-42.
50. Naiqian, F., Hongwei, J., & Enyi, C. (1998). "Study on the suppression effect of natural zeolite on expansion of concrete due to alkali-aggregate reaction". Magazine of Concrete Research, 50(1), 17-24.
