مقاله تاثیر مواد افزودنی در کیفیت و کارایی بتن

word قابل ویرایش
22 صفحه
دسته : اطلاعیه ها
12700 تومان
127,000 ریال – خرید و دانلود

تاثیر مواد افزودنی در کیفیت و کارایی بتن

چکیده:

از گذشته تلاشهای زیادی برای بهبود کیفیت و کارایی بتن انجام شده است وامروزه بکارگیری مواد افزودنی برای رسیدن به این هدف به ما کمک می کند .
مطابق استانداردASTM-C125 افزودنی به ماده ای اطلاق می شود غیر از آب ، سنگدانه ، سیمان هیدرولیکی و الیاف که به عنوان اجزای بتن استفاده می شود.
این تعریف گستره وسیعی از مواد را شامل میشود که بطور عمده به ۲ دسته کلی تقسیم میشوند : . ۱ افزودنی های معدنی . ۲ افزودنی های شیمیایی

سوالات تحقیق:

در این مقاله به منظور دستیابی به پوششی نسبتا” کامل راجع به افزودنی ها سعی شده است از هر ۲ نوع مواد معدنی و شیمیایی یک موردبا توجه به کاربرد بیشتر در کارگاه ها انتخاب گردد و اثرات مختلف آن بر روی بتن اعم از مقاومت ، دوام و پایداری و تغییرات مربوط به تراوایی بتن مورد بررسی قرار گیرد.

روش تحقیق:

در این آزمایشات مقاومت فشاری بتن در حالتهای مختلف اختلاط و درصدهای مختلف میکروسیلیس برروی نمودار رسم شده است. لازم به ذکر است که در هر قسمت مقدار فوق روان کننده از روی آزمون خطا بدست آمده و با بررسی نمودارها مقدار بهینه مورد استفاده قرار گرفته است.مقاومت فشاری بتن حاوی میکروسیلیس در درصدهای آب به چسبنده %۲۵،%۳۰،%۳۵ و %۴۵ اندازه گیری شده است.همچنین مقدار افت اسلامپ در درصدهای مختلف میکروسیلیس ودر بازه های زمانی گوناگون بر روی نمودار آورده شده است.در آخر هم میزان تراوایی و نفوذپذیری بتن حاوی میکروسیلیس بررسی گشته و تاثیرات آن روی توزیع تخلخل در خمیر سیمان و نفوذپذیری کلر در بتن با درصد جایگزینی مختلف میکروسیلیس و شدت خوردگی در بازه های زمانی از نظر می گذرد.

نتیجه گیری:

نتایج بیانگر آن است که جایگزین کردن %۱۵ – %۱۰ میکروسیلیس بجای سیمان باعث بالا بردن مقاومت و کاهش تراوایی بتن می شود که میتوان علت آنرا افزایش چسبندگی بتن تحت اثر میکروسیلیس نام برد . همچنین میتوان راجع به فوق روان کننده ( افزودنی شیمیایی مدنظر ) این موضوع را بیان نمود که استفاده از آن در حد مطلوب سبب کاهش میزان آب مصرفی و افزایش مقاومت در حد مطلوب میگردد.

کلمات کلیدی : فوق روان کننده، بتن ، میکروسیلیس ، نفوذپذیری ، کارایی ، مقاومت

مقدمه:

از گذشته تلاشهای زیادی برای بهبود کیفیت و کارایی بتن انجام گرفته است.یکی از روش هایی که تاثیر مطلوبی روی ویژگیهای بتن می گذارد استفاده از مواد افزودنی است.بطور کلی افزودنی ماده ای است غیر از آب،سنگدانه،سیمان و الیاف که به عنوان اجزای بتن استفاده می شود.افزودنی در کنار طرح اختلاط خوب می تواند به بهبود خواص بتن کمک کند.در این مقاله سعی شده است که دو نمونه از افزودنی های پر کاربرد یعنی فوق روان کننده و میکروسیلیس مورد بررسی قرار گیرد تا بتوان از آنها به درستی و در شرایط مختلف در بتن سود برد.که تاثیرات مواد ذکر شده روی مقاومت،اسلامپ،تخلخل،نفوذ پذیری و خوردگی بتن بحث شده است.

متن اصلی:

در این قسمت تاثیرات فوق روان کننده و میکرو سیلیس روی بتن به بحث گذاشته خواهد شد.راجع به فوق روان کننده می توان گفت که این ماده هم اکنون به صورت گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد.مهمترین تاثیر آن روی بتن، اثر آن روی خمیر سیمان است که باعث پراکندگی خمیر سیمان در بین اجزای بتن می شود.اضافه کردن فوق روان کننده باعث جذب بار منفی بر سطح ذرات سیمان و ایجاد نیروی دافعه بین ذرات می شود(۱و.(۲پراکندگی در ذرات سیمان به جذب الکترواستاتیک ناشی از جذب گروههای بار منفی مربوط است و این دفع به مقدار جذب فوق روان کننده روی ذرات سیمان بستگی دارد((۳ که هر چه جذب بیشتر باشد((۴ بهتر است.اثر فوق باعث کاهش مقدار آب مصرفی در بتن می باشد.فوق روان کننده های قوی می توانند نسبت آب به چسبنده را تا %۳۰ کاهش دهند.فوق روان کننده ها بطور کلی به چهار دسته تقسیم بندی می شوند:

الف)SMF ب) SNF ج) MLS د) AP

فوق روان کننده نوع دال(اکریلیک) که اخیرا گسترس یافته است، به مقدار بیشتری سبب کاهش آب می شود.هر چند که قیمت آنها نسبت به بقیه گرانتر است.جدول((۱ تفاوت قیمت های این ۴ دسته را نشان می دهد.

عملکرد فوق روان کننده بدین صورت است که با خنثی سازی نیروی جاذبه سطح ذرات سیمان توسط پلیمر های آنیونی سبب پراکندگی ذرات سیمان می شود.این جدا شدگی به دفع الکتریکی ناشی از گروههای بار منفی ربط دارد(شکل (۳که توسط پتانسیل زتا قابل اندازه گیری است. هر چه پتانسیل زتا بیشتر باشد این کار بهتر صورت می گیرد .

.

شکل -۲تاثیرات دفع الکترواستاتیک در پراکندگی ذرات سیمان

این مکانیزم راجع به فوق روان کننده های اکریلیک قابل توجیه نیست(۵و۶ ).(شکل (۳ نشان می دهد که پتانسیل زتا دلیل اصلی اکریلیک نیست((۷ می توان گفت که عملکرد آنها بیشتر به graft chainروانی ناشی از فوق روان کننده است.(شکل (۴ دلیل حضور حالت های اضافه کردن فوق روان کننده هم بر عملکردشان بی تاثیر نیست و می توان گفت که افزایش سریع فوق روان کننده ها کارایی کمتری نسبت به افزایش با تاخیر آن دارد. که این عملکرد با توجه به توانایی فوق روان کننده در جذب به سطح آبدار و بی آب سیمان است((۸

شکل-۴تاثیر استقرار اتم ها در پراکندگی ذرات سیمان

افت اسلامپ یکی از دغدغه های مهمی است که در استفاده از بتن وجود دارد ولی این مشکل را نمی توان با توجه به روش اضافه کردن حل نمود.به خصوص مواقعی که بتن در هوای گرم حمل می شود حفظ اسلامپ اولیه ضروری است.بتن هایی که پس از مدتی به آنها آب اضافه می شود افت کمتری دارند(.(۹با توجه به نمودار شکل ۵ می بینیم که افت اسلامپ عمومی برای بتن های با فوق روان کننده بیشتر است،ولی در نسبت های پائین آب به سیمان بتن های با فوق روان کننده آب کمتری را از طریق تبخیر و واکنش های شیمیایی سیمان از دست می دهد و بهتر است که از فوق روان کننده استفاده شود.

شکل -۵افت اسلامپ بتن کنترل و بتن با فوق روان کننده

در شکل (۶)و((۷ اثرات دو نوع فوق روان کننده را مشاهده می کنید که نشان می دهد فوق روان کننده های اکریلیک کارایی بهتری دارند.((۱۰CAE) یک نوع از فوق روان کنندهAp است)

شکل -۶افت اسلامپ دربتن با دو توع فوق روان کننده

شکل -۷مقاومت فشاری در بتن با دو نوع فوق روان کننده

بطور کلی برای استفاده از فوق روان کننده های اکریلیک که قیمت بالاتری نسبت به بقیه دارند سعی می شود که از اختلاط کننده ها به خصوص MLS آنها با نوع ارزانتری از فوق روان استفاده می شود که نتایج مطلوبی در پی دارد.
در ارتباط با میکروسیلیس هم می توان گفت که یک ماده پوزولانی است و می تواند به بهبود خواص بتن کمک کند.نقش میکروسیلیس در بهبود خواص میکانیکی، دوام، و … حائز اهمیت است(.(۱۱بطور کلی تاثیر مثبت میکروسیلیس در بتن به خاطر دو مکانیزم:

(۱فعالیت پوزولانی بالا و کاهش هیدروکسید کلسیم حاصل از هیدراتاسیون سیمان با آب و افزایش تولید ژل
(۲نرمی زیاد و کاهش خلل و فرج بین ذرات ژل و سیمان و تاثیر مثبت بر تراکم و نفوذ پذیری بتن میکرسیلیس باعث افزایش چسبندگی بین ذرات سیمان و سنگدانه می شود و بدین وسیله تراوایی بتن را کاهش می دهد.از ویژگی های مهم میکروسیلیس که به بهبود خواص بتن کمک می کند نرمی زیاد آن است.((۰,۳-۰,۰۱دانه های میکروسیلیس که تقریبا ۱۰۰ برابر از سیمان نرم ترند با پر کردن منافذ بتن، مقاومت آن را افزایش و نفوذپذیری را کاهش می دهد.(۱۲و(۱۳
در جریان هیدراتاسیون سیمان ، میکروسیلیس با هیدروکسید کلسیم ترکیب شده و آن را به سیلیکات کلسیم تبدیل می کند.این ژل دارای ظرفیت بالایی در ترکیب با یونهای خارجی است.میکروسیلیس باعث توزیع هموژن اجزا می شود و بتنی متراکم و کم تخلخل بدست می دهد(.شکل(۸ نشان می دهد که با افزایش میکروسیلیس ، هیدروکسید کلسیم که برای بتن مضر است در خمیر سیمان کاهش میابد و با اضافه کردم %۲۰ میکروسیلیس تقریبا همه هیدروکسید کلسیم از بین می رود.در فرآیند خوردگی ، واکنش کاتدی به آب و اکسیژن نیاز دارد.برای ادامه، واکنش آندی یونهای کلر ضروری است که این عناصر از محیط بدست می آیند.در نتیجه نفوذپذیری عامل مهمی در خوردگی بتن است.بطور کلی نفوذپذیری تابع تخلخل و اندازه منافذ است.که هرچه این منافذ بزرگتر باشند تاثیرشان بیشتر است.نظریه دیگر این است که وجود ذرات پوزولانی از ضخامت منطقه انتقالی بین خمیر سیمان و سنگدانه می کاهد.در محلول منافذ بتن ، یونهایی از قبیل آلومینیوم،کلسیم ،سیلیسیم و پتاسیم وجود دارند که یون پتاسیم سبب تحرک بیشتر کلر می شود و سیلیسیم سبب کاهش تحرک کلر می شودکه زیادی آن در بتن میکروسیلیسی نفوذ کلر را کاهش می دهد.علاوه بر یونها،پیچ و خمهای بتن میکروسیلیسی بیشتر است و باعث ایجاد تاخیر در حرکت یون کلر می شود.بنابراین خوردگی بتن میکروسیلیسی کمتر از بتن معمولی است.خوردگی بتن تابع ساختار شیمیایی آن نیزمی باشد.بطور کلی در فرآیند خوردگی،بتن نقش الکترولیت را بازی می کند که باعث انتقال یونها می شود.یعنی هر چه مقاومت الکتریکی بتن بیشتر باشد از تحرک یونها کاسته می شود که در بتن میکروسیلیسی این مقاومت بیشتر است.

شکل-۸تاثیر فوق روان کننده در کاهش مقدار هیدروکسید کلسیم

مصالح:

آزمایشات انجام شده بر روی نمونه های بتنی ساخته شده از سیمان پرتلند که مقاومت ۲۸ روزه آن ۵۴مگاپاسگال است،انجام شده است.در این آزمایشات از میکروسیلیس ساخت هند و فوق روان کننده اکریلیک مخلوط استفاده شده است.میکروسیلیس دارای %۹۰,۹ سیلیسیم اکسید و سطح مخصوص ۱۸۰۰ متر مربع بر گرم است.

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
word قابل ویرایش - قیمت 12700 تومان در 22 صفحه
127,000 ریال – خرید و دانلود
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد