بخشی از مقاله
خلاصه
استفاده از بتنهای خودتراکم به دلیل کارایی بالا، مقاومت مناسب در برابر جداشدگی، عدم نیاز به ارتعاش جهت تراکم و توانایی بالا برای عبور از شبکههای انبوه آرماتور و پرکردن قالب تحت اثر وزن خود به طور روز افزون در حال گسترش است. با توجه به ویژگی های اصلی این بتن،تاکنون آزمایشهایی نظیر جریان اسلامپ، حلقه جی، قیف ویشکل، جعبه یوشکل، جعبه الشکل، ستون جداشدگی و آزمون جیتیام، جهت اندازه گیری خواص رئولوژی این بتن طرح و بکار گرفته شده است.
در این مقاله با استفاده از نتایج آزمایشهای جریان اسلامپ، قیف وی، حلقه جی، ستون جداشدگی و آزمون جیتیام، اثر نسبتهای مختلف سیمان و هم چنین پودر سیلیس بر روی روانی این بتن مورد مطالعه قرار گرفته و مقاومت طرح های اختلاط مورد نظر اندازهگیری شده و نتایج حاصله از آزمایش های اندازه گیری روانی مختلف با هم مقایسه گردیده اند.
بر مبنای نتایج بدست آمده افزایش مقدار سیمان و پودر سیلیس باعث کاهش قابل توجه مقدار روانی شده ولی تاثیر پودر سیلیس به نسبت بیشتر است. هم چنین مشاهده شده است که آزمایش قیف وی شکل جهت ارزیابی مشخصه روانی بتن، دقت بیشتری را نسبت به سایر آزمایشها دارا میباشد.
1. مقدمه
بتن خودتراکم یک فنآوری نو در عرصهی ساخت و ساز در سطح دنیا است. چون این نوع بتن میتواند بر اثر وزن خود جاری شود و بدون جدا شدگی دانهها در مخلوط بتن، در میان انبوه اجزای سازه ای جریان یابد، از کارایی بالایی در ساخت و سازهای بتنی برخوردار است. از معیار های اساسی در تولید این نوع بتن میتوان به مواردی نظیر شکل پذیری بالا، توانایی عبور مناسب از بین انبوه آرماتورها و مقاومت مناسب در برابر جداشدگی اشاره کرد
بتن خودتراکم، بتنی با کارایی زیاد و مقاومت مناسب در برابر ناپایداری یا انواع جداشدگی میباشد. برای بهدست آوردن کارایی زیاد روشهای مختلفی از جمله: افزایش آب به سیمان، استفاده از فوق روان کنندهها، استفاده از پرکنندهها و... وجود دارد ولی استفاده از موارد فوق منجر به افزایش جداشدگی و کاهش مقاومت بتن خواهد شد. برای مقابله با این موارد، از عیار سیمان بیشتر و همچنین پوزولانهایی مثل پودر سیلیس می-توان استفاده کرد.
از سوی دیگر گستردگی اجرای سازههای بتنی در سرتاسر جهان و کمبود سیمان در اکثر مناطق و در پی آن گام برداشتن در جهت تولید یا واردات بیشتر سیمان، موجب خروج ارز، صرف انرژی و هزینه زیاد و کاهش منابع طبیعی میشود. به همین دلیل تحقیقات گسترده ای در جهت یافتن مادهی جایگزین برای سیمان انجام شده است. اهمیت این موضوع به حدی است که کاهش مصرف سیمان به عنوان یکی از عوامل کلیدی در جهت دستیابی به توسعه پایدار در صنعت بتن تبدیل شده است. از جمله مصالح مورد استفاده به عنوان جایگزین سیمان میتوان به پوزولانها اشاره کرد،که همانگونه که اشاره شد به صورت قابل توجهی در این نوع بتن از آن ها استفاده میشود.
استاندارد ASTMc618 پوزولان را به این صورت تعریف میکند: مواد سیلیسی یا سیلیسی-آلومینیاتی که به خودی خود ارزش چسبندگی ندارد اما به شکل ذرات بسیار ریز و در مجاورت رطوبت با درجه حرارت معمولی با هیدروکسیدکلسیم واکنش شیمیایی داده و ترکیباتی را به وجود می آورد که خاصیت سیمانی و چسبندگی دارد. از جملهی این مواد میتوان به پوزولان های طبیعی مانند متاکالین، سنگ رسی و همین طور پوزولانهای مصنوعی شامل خاکسترهای بادی، دوده سیلیس، خاکستر پوستهی برنج و سربارهاشاره کرد.
در طول این تحقیق سعی شده است تا تاثیر مقادیر مختلف سیمان و پودر سیلیس به عنوان پوزولان بر روی شاخص روانی و مقاومت فشاری تعدادی نمونه از این نوع بتن بررسی شود.
-2 اهداف تحقیق
هدف از این مقاله بررسی تاثیر همزمان عیار سیمان و پودر سیلیس در خواص رفتاری بتن خودتراکم میباشد. به این منظور 12 طرح اختلاط با درصد آب به سیمانهای مختلف، میزان عیار سیمان مختلف و مقدار پودر سیلیس متفاوت بررسی شد. استفاده بیشتر از 10درصد عیار سیمان از پودر سیلیس منجر به کاهش دوام بتن خواهد شد. به همین دلیل تنها مقادیر 5 و 10 درصد عیار از پودر سیلیس استفاده شده است. آزمایشهای جریان اسلامپ به منظور اندازهگیری روانی، حلقهیJ به منظور اندازهگیری میزان انسداد، قیف V شکل برای اندازهگیری لزجت و GTM و ستون جداشدگی برای اندازهگیری میزان جداشدگی روی مخلوطهای تازه انجام شده است. علاوه بر این بمنظور بررسی ویژگیهای مکانیکی بتن های ساخته شده، آزمایش مقاومت فشاری نیز بر روی نمونهها انجام شده است.
.2برنامه آزمایشگاهی
-1-2 مشخصات مصالح
سنگدانهها، مطابق استانداردASTM C33 تهیه و اصلاح شدهاند. نمودارهای دانهبندی شن و ماسه، در شکل1 نشان داده شده است. وزن مخصوص شن و ماسه به ترتیب 2570 و 2530 کیلوگرم بر مترمکعب و درصدهای جذب آب شن و ماسه به ترتیب 2 و 2.5 میباشد.
شکل-1 نمودار دانهبندی شن و ماسه طبق استاندارد ASTM C33
سیمان استفاده شده در مخلوطها از نوع پرتلند - تیپ 1 بوده است. همچنین از فوقروانکننده با پایهی شیمیایی پلی-کربوکسیلاتبمنظور دستیابی به کارایی مناسب استفاده شد. همچنین در تمامی طرحها از میکروسیلیس استفاده شد.
-2-2 نسبت اختلاط
به منظور مقایسه عملکرد همزمان سیمان و پوزولان، دو مقدار مختلف برای هر کدام در نسبتهای آب به سیمان 0/40 و 0/45 و 0/50 در نظر گرفته شده است. در جدول1، نسبتهای اختلاط برای نمونههای فوق ارائه شده است:
جدول-1 نسبتهای اختلاط
-3-2 روش آزمایش
در این تحقیق آزمایشهای جریان اسلامپ به منظور اندازهگیری روانی، حلقهیJ به منظور اندازهگیری میزان انسداد، قیف V شکل برای اندازهگیری لزجت و GTM و ستون جداشدگی برای اندازهگیری میزان جداشدگی مطابق استاندارد افنارک1 انجام شد. همچنین آزمایش مقاومت فشاری بر روی نمونههای 28 روزه انجام شد.لازم بذکر است که نمونه ها پس از باز کردن قالب تا زمان انجام آزمایش در محی اشباع و در دمای محی قرارداده شده اند.
