بخشی از مقاله
چکیده
درصنعت بتن به علل بسیار صنعت پایداری نیست. مصرف حجم زیاد از مواد خاص کره زمین تولید گازهای گلخانه ای به علت استفاده از سیمان پرتلند به عنوان چسباننده ی اصلی بتن و نتجتاًی افزایش دمای کره زمین و نیز دوام کم سازه های بتنی از جمله دلایلی هستند که بر تولید حاصل از منابع طبیعی اثر منفی دارند .در این تحقیق مقصد تشریح موفقیتهای حاصل از پروژه های مهم بتن در ایران، خسارتهای ناشی از کاربرد بتن کم دوام و دلایل آن و اثرات منفی آن در توسعه , نظراتی چند در جهت افزایش دوام بتن، همچنین جانشینان احتمالی آن در این صنعت بوده است.
مقدمه
بتن پرمصرف ترین ماده ساختمانی در جهان است. استفاده از مزایای منحصر به فرد این ماده باعث کاربرد فراوان آن در اکثر پروژه های عمرانی در ایران شده است. علیرغم ویژگی های مفید این ماده کامپوزیت ، در بسیاری از پروژه ها عدم رعایت الزامات آیین نامه ای سبب تولید محصول بی کیفیت و بی دوام شده که هزینه های اضافی را تحمیل می نماید.
یکی از دلایل کاهش پایایی بتن، استفاده از موادی است که در فعل و انفعالات شیمیایی تولید محصولات موثر می کنند. در این میان سنگدانه ها به دلیل دارا بودن بیشترین درصد در بین سایر مواد تشکیل دهنده بتن از اهمیت به سزایی برخوردارند، از این رو ارزیابی سنگدانه ها در پروژه هایی که امکان واکنش زایی سنگدانه ها وجود دارد.
واکنش سیلیسی –قلیایی در بتن
واکنش شیمیایی بین سنگدانه ها وسیمان که بین جزء اصلی سیلیس مصالح سنگدانه ها و محیط قلیایی سیمان رخ می دهد که واکنش سیلیسی – قلیایی باعث تورم و انبساط مضاعف در بتن شده و موجب ایجاد ترک و واپاشی بتن می گردد. از آن به عنوان »سرطان بتن« نام می برند.
کانی مورد استفاده در این تحقیق، از نوع کانی بومی استان کرمان بوده و در این استان به وفور نمی توان این کانی را یافت. این معدن واقع در استان کرمان در شهرستان جیرفت مسیرکهنوج دوراهی مردهک به طرف بخش مردهک نرسیده به بخش مردهک به طرف کلجک نرسیده به دهستان دادخدا هوشمند.
طریقه استفاده از این کانی در مخلوط بتن به این صورت می باشد که بایستی ابتدا این کانی را در کوبیت قرارداده و آن را تبدیل به خرده سنگ و سپس خرده سنگ ها را با استفاده از آسیاب های سنگ تبدیل به پودر خاک می کنیم و سپس با درصدهای مختلف آن را به طرح اختلاط بتن می افزاییم و نتایج نمونه ها شاهد را با نمونه های حاصله از این کانی را بررسی می کنیم.
سنگدانه ها و روش های آزمایش و تعیین فعالیت
جزء اصلی سنگدانه هایی که به عنوان فعال برای انجام واکنش ASR شناخته شده اند شاملSiO2 خالص می باشد. همانند زغالسنگ، سنگ چخماق، سیلیکات ها مانند شیشه ی صنعتی، بخش های کریستالی وشیشه ای گدازه های آتشفشانی و صخره شامل آهک مات. همچنین برخی از مواد فعال مانند اندزیت که به صورت قابل توجهی شامل اکسید های قلیایی می باشد که در حین واکنش آزاد می گردد. همه ی این مواد فعال دارای خصوصیات مشابهی اند به طور مثال در همه ی آنها SiO2 به عنوان مولفه ی اصلی می باشد همچنین دارای بافت سازه ای باز می باشند و نیز سطح بیرونی آنها به وسیله ی Si-OH ,Silanol پوشیده شده است.
تاثیر دما بر انجام واکنش ASR
سرعت انجام واکنش ASR در دماهای بالاتر بیشتر می باشند. البته در دماهای بالاتر بررسی میزان واکنش بسیار راحت تر و آسان تر است. هر چند که میزان واکنش بسیار راحت تر و آسان تر است. هر چند که میزان انبساط واکنش در دراز مدت در دمای پایین بیشتر است ولی برای تسریع در انجام واکنش از دمای بالاتری می توان سود جست. معمولا در تست های آزمایشگاهی میزان فعالیت مصالح به وسیله ی اندازه گیری میزان انبساط ترکیب سیمان با مصالح سنگدانه تعیین می گردد.
برای کاهش مدت زمان آزمایش تعیین انبساط می توان از محیط هایی با میزان قلیایی بالا و یا دمای بالاتری استفاده نمود . به طور مثال معیار مورد قبول به وسیله ASTMC227 میزان دمای 38 درجه و %100 رطوبت می باشد. در واقع اساس این فرض بر این است که واکنش شیمیای و انبساط به صورت مستقیم به هم مربوط می باشند در جدول 1 روش های مختلف انجام آزمایش تعیین انبساط لیست شده است. توجه شود که میزان قلیایی بودن محیط و درجه ی حرارت آن بر زمان آزمایش بسیار تاثیر گذار است.
جدول -1 آزمایش های تعیین انبساط برای یافتن میزان فعالیت سیلیسی سنگدانه ها
