بخشی از مقاله
چکیده
استفاده از بتن معمولی ، مشکلاتی را بهمراه داردکه بعنوان مثال ، جاگیري بتن درون قالب و تراکم آن ، کمبود نیروهاي متخصص در زمینه تراکم بتن که نتیجه آن وقوع پدیده جداشدگی در بعضی قسمت هاي بتن می باشد ، آلودگی هاي صوتی که استفاده از ویبراتور در مراحل متراکم نمودن بتن ایجاد می نماید ، محدودیت در طراحی قالب و.... را می توان نام برد . لذا براي رفع این معضلات ، استفاده از بتن خود تراکم توصیه می شود .
براي بهبود برخی از خواص بتن خود تراکم نظیر مقاومت فشاري از نانو سیلیس استفاده می گردد . براي افزایش مقاومت بتن خود تراکم در برابر ترك خوردگی از الیاف استفاده می شود . الیاف با پل زدن بر روي ترك ها از انتشار آنها جلوگیري بعمل می آورند . استفاده از الیاف باعث افزایش مقاومت خمشی بتن خود تراکم می گردد . با افزودن 1، 1/50 و 2 کیلوگرم الیاف پلی پروپیلن به بتن ، در شرایط خشک ، به ترتیب شاهد افزایش 56 ، 65 و 74 درصدي مقاومت خمشی می باشیم .
-1 مقدمه
بتن خود تراکم اولین بار توسط پروفسور اکمورا از دانشگاه کوجی ژاپن طرح و در سال 1988 براي اولین بار بتن خود تراکم1 ساخته شد . بتن خود تراکم بتنی است که بدون هیچگونه انرژي خارجی و تحت اثر وزن خودش متراکم می شود . این بتن مخلوطی همگن و سیال و روان است و بسیاري از مشکلات بتن معمولی نظیر جداشدگی ، آب انداختن ، جذب آب ، نفوذ پذیري و... را رفع نموده است و بدون هیچ لرزاننده اي تحت اثر وزن خود متراکم می شود . به دلیل افزایش ارتفاع بتن ریزي پیشرفت کار سریع تر شده ، که در نتیجه آن تعداد سیکل ها در پروسه ساخت کاهش یافته و این امر موجب کاهش درزهاي ساخت که در اصل نقاط ضعف سازه می باشند می شود .
بدلیل حذف فاکتور انسانی تراکم ، کیفیت ساخت بهبود یافته و بتن خود تراکم فضاي قالب را را پر نموده و نقص ساخت و خرابی ها نظیر لب پریدگی و.. کاهش یافته و سطح نهایی بتن بطور قابل توجهی بهبود می یابد . بدلیل حذف عامل انسانی تراکم و تسطیح سطح نهایی ، امنیت در محیط کارگاه ، افزایش می یابد . با توجه به روانی فوق العاده بتن خود تراکم ، از قالب هاي متنوع تري می توان استفاده کرده و در نتیجه المانهاي گسترده تر و زیباتري از نظر زیبایی و معماري ، ایجاد نمود .
در صورتیکه ویسکوزیته و چسبندگی مخلوط بتن مناسب باشد ، عدم جداشدگی بتن که همان پایداري بتن تازه2می باشد ، اتفاق افتاده و بتن خود تراکم ، شرایط اولیه خود - خواص بتن تازه - را براي مدت زمان اجرا حفظ می کند . در بتن تازه ، با تعیین نوع ، مقدار و اندازه مناسب الیاف ، جمع شدگی کاهش می یابد که نتیجه آن کاهش قابل ملاحظه ترك ها می باشد . در بتن سخت شده نیز ، الیافی که بطور اتفاقی پخش شده اند ، رشد ترك هاي ریز را متوقف نموده و از بهم رسیدن ترك هاي بزرگ جلوگیري نموده و با انتقال نیرو از عرض ترك ها ، نفوذپذیري را به میزان زیاد کاهش می دهند .
در واقع الیاف با اجزاي بتن پیوند ایجاد نموده و موجب انسداد تخلخل بتن شده و بدینوسیله نفوذپذیري را کاهش می دهند . [6] زمانی که از الیاف براي مسلح نمودن بتن استفاده می شود ، در هنگام اختلاط ، الیاف در جهات مختلف و بطور نامنظم پخش می شوند .
بطور کلی استفاده از الیاف ، افزایش دوام ، قابلیت باربري بالا بعد از ترك خوردگی ، افزایش میزان جذب انرژي ، مقاومت بالا در برابر ضربه ، مقاومت در برابر تورق و سایش را بهمراه دارد . مهمترین مشخصه بتن الیافی ، خاصیت جذب انرژي ، انعطاف پذیري و مقاومت در برابر ضربه است
با توجه به ریز ساختارهاي سیمان هیدراته شده و وجود حفراتی در ابعاد نانو در آن ، استفاده از نانو ذرات می تواند در پر کردن خلل و فرج بسیار ریز خمیر سیمان و افزایش مقاومت بخصوص دوام بتن موثر باشد . نتایج تحقیقات انجام شده توسط کینگ] 3١[ ، لی٤ ]٢[ و کولپاردي٥ ]٥[ ، موید این موضوع می باشد . لذا وجود نانو سیلیس ، می تواند استحکام پیوندي سنگدانه با خمیر و نیز الیاف با خمیر سیمان را افزایش داده وخمیر سخت شده سیمان را نیز استحکام بخشد .
-2مصالح مورد استفاده
شن مورد استفاده ، شن شکسته با حداکثر اندازه 12/5 میلی متر و ماسه مورد استفاده نیز عبوري از الک نمره 4 می باشد . سیمان مصرفی ، سیمان تیپ 2 کارخانه سیمان هگمتان می باشد . نانو سیلیس مصرفی ، با وزن مخصوص 1/2 گرم بر سانتی متر مکعب و ویسکوزیته حدود 50 ، محصول شرکت وند شیمی ساختمان بوده که رنگ آن شیري می باشد . فوق روان کننده مورد استفاده ، مایعی قهوه اي رنگ از نوع پی سی اي ، ساخت شرکت وند شیمی بوده که وزن مخصوص آن حدود 1/03 کیلوگرم در لیتر و درصد ذرات جامد آن حدود 40 درصد می باشد . الیاف پلی پروپیلن مصرفی ، صاف ، با طول 12 میلی متر و قطر 20 میکرون و با رنگ سفید می باشند . از پودر سنگ قم نیز بعنوان پرکننده در طرح اختلاط استفاده گردید .
-3طرح اختلاط
براي بدست آورد طرح اختلاط ، از روش تاگوچی استفاده گردید . در این روش ، ابتدا نسبت هاي مختلف آب به پودر ، ماسه به کل سنگدانه ، نانو سیلیس و میکروسیلیس ، به نرم افزار معرفی گردید و لذا با معرفی فاکتورها و سطوح مشخص به نرم افزار ، نرم افزار نسبت هایی را پیشنهاد داد که با ساخت نمونه هاي مدنظر و کسب نتایج و معرفی مجدد به نرم افزار ، نهایتا طرح اختلاط پیشنهادي نرم افزار - بدون حضور الیاف - در اختیار قرار گرفت که این طرح با افزودن الیاف بمیزان 1 ، 1/50 و 2 درصد بشرح جدول ذیل می باشد
جدول – 1 طرح اختلاط نهایی با الیاف پلی پروپیلن
.4 آزمایش هاي بتن تازه
با استفاده از این آزمایش ها ، می توان کارپذیري و پایداري بتن را مورد سنجش قرار داد . هر یک از آزمایش ها براي تعیین یکی از ویژگی هاي بتن خود تراکم ، یعنی قابلیت عبور ، قابلیت پر کنندگی و مقاومت در برابر جداشدگی بکار می رود . بعضی از روش ها با مقداري کم و بیش ، سه ویژگی اساسی بتن تازه را مورد سنجش قرار می دهند ، که به نام آزمایش هاي خود تراکم شوندگی معروف هستند . [3] آزمایش هایی که براي تعیین میزان خود تراکمی مورد استفاده قرار می گیرد ، آزمایش جریان اسلامپ ، آزمایش حلقه J ، آزمایش جعبه L ، آزمایش قیف V ، آزمایش جعبه U می باشند
جدول – 2 خلاصه نتایج آزمایش هاي بتن تازه
- شرایط نگهداري نمونه ها
شرایط نگهداري خشک - - d که نمونه ها 7 روز در حوضچه و سپس در محیط آزمایشگاه نگهداري شدند و شرایط نگهداري مرطوب - w - که نمونه ها با توجه به سن موردنیاز در حوضچه نگهداري شدند
