بخشی از مقاله
تاثیر ژل میکروسیلیس الیافدار بر خصوصیات مکانیکی ملات ماسه-سیمان
چکیده
یکی از روشهایی که اخیرا مورد توجه قرار گرفته، استفاده از تکنولوژی الیاف در ساخت مصالح ساختمانی است. ژل میکروسیلیس الیاف دار یکی از افزونیهای جدید در صنعت ساختمان است که حاوی الیاف پلیپروپیلن میباشد. براساس مطالعات پیشین در رابطه با الیاف پلیپروپیلن احتمال داده شد که استفاده از این محصول بر روی خواص مکانیکی ملات تاثیرگذار باشد. ملات مورد استفاده در این مطالعه، از 1 قسمت وزنی سیمان و 2/75 قسمت وزنی ماسه ساخته شده است. ژل میکروسیلیس الیافدار نیز به میزان 0، 2، 4 و 6 درصد وزن سیمان مصرفی بهکار برده شد. نمونهها پس از عملآوری به مدت 7، 28 و 45 روز تحت آزمایشهای مقاومت فشاری ،کششی و خمشی قرار گرفتند. نتایج حاکی از آن است که اضافه کردن 6 درصد ژل میکروسیلیس الیافدار، سبب افزایش مقاومت کششی ملات خواهد شد و در سایر درصدها شاهد کاهش مقاومت بودیم. مقاومت فشاری 28 روزه ملات حاوی 2 و 4 درصد ژل میروسیلیس الیافدار به-ترتیب 2/1 و 7 درصد افزایش یافت. همچنین مقاومت 45 روزه همین ملات بهترتیب 6 و 22 درصد افزایش یافت. مقاومت خمشی 28 روزه ملات حاوی 2 و 6 درصد ژل میکروسیلیس الیافدار نیز بهترتیب 1/81 و 5 درصد افزایش یافته است.
واژههای کلیدی: ژل میکروسیلیس الیافدار، مقاومت فشاری، مقاومت کششی، مقاومت خمشی،
1
-1 مقدمه
در زمانهای گذشته از الیاف جهت تقویت ملاتهای ترد و شکننده استفاده میشد. مشهورترین آنها که بهعلت ارزانی قابل دسترسی بوده و هست کاه میباشد. امروزه کاربرد الیافهای مختلفی از قبیل شیشه، آهن، انواع پلیمر و غیره، در بتن مرسوم است و تاثیر کاربرد آنها در جلوگیری از بروز و گسترش ترکهای سطحی در بتن محرز است 1]و.[2 ژل میکروسیلیس الیافدار یکی از جدیدترین افزودنی ها جهت تقویت خواص مکانیکی بتن میباشد. در این تحقیق برای نخستین بار به بررسی تاثیر آن بر روی خواص مکانیکی ملات ماسه سیمان پرداخته شده است. این ژل حاوی الیاف پلیپروپیلن میباشد. در قرن اخیر استفاده از الیاف پلیپرپیلن بسیار رایج شده است. الیافهای پلیپروپیلن در حجم نسبتا پایین جهت کنترل ترکخوردگی انقباضی پلاستیک در بتن استفاده میشود.
-2 معرفی ملات
این ملات با افزودن ژل میکروسیلیس الیافدار به ملات ماسه سیمان به میزان 0، 2، 4 و 6 درصد وزن سیمان مصرفی ساخته شده است که شاید نام "ملات مسلح به ژل میکروسیلیس الیافدار" نامی مناسب برای آن باشد. انواع مختلفی از این ملات قابل تعریف است که در تقسیمبندی آن عوامل مختلفی میتواند ایفای نقش کند. یکی از این عوامل نسبت ماسه و سیمان میباشد که در هرگونه ملات ماسه سیمانی، بهعنوان شاخص ملات مورد توجه قرار میگیرد و بسته به نوع کاربرد و مقاومت مورد انتظار انتخاب میشود. در این مطالعه این نسبت ثابت در نظر گرفته شده است و به بررسی تاثیر عامل میزان درصد ژل میکروسیلیس الیافدار پرداخته شده است.
-3 طریقه کلی ساخت ملات
برای ساخت ملات ابتدا مطابق استاندارد [3] ASTM C305 آب مخلوط را داخل جام مخلوطکن ریخته، سپس سیمان را اضافه نموده و اجازه داده میشود که مخلوطکن بهمدت 30 ثانیه باسرعت کم بچرخد. در حالیکه مخلوطکن با سرعت کم کار میکند، تمام ماسه را اضافه کرده و اجازه داده میشود به مدت 30 ثانیه دیگر، دستگاه با سرعت متوسط بچرخد. سپس ژل را در مقداری از آب طرح که از قبل جدا شده است به خوبی حل کرده و به مخلوط اضافه میکنیم. پس از آن عملیات اختلاط به مدت 1 دقیقه با سرعت متوسط ادامه یافته و پس از انجام آزمایش روانی، اقدام به پر کردن قالبها شد.
-4 مصالح مصرفی
-1-4 سیمان: سیمان مورد استفاده در این تحقیق، سیمان پرتلند نوع II کارخانه سیمان صوفیان میباشد. مشخصات این سیمان در جدول 1 آورده شده است.
-2-4 آب: آب لازم برای ساخت ملات از منبع آب شرب دانشگاه شهید مدنی آذربایجان تهیه شد.
-3-4 ماسه: مقدار ماسه براساس استاندارد [4] ASTM C109 تعیین شد. این ماسه از معدن سرام تبریز تهیه شده و پس از گذراندن از الکهای نمره 16، 30، 50 و 100 از مقادیر باقیمانده بر روی الک نمره 50،30 و 100 جهت دستیابی به دانهبندی استاندارد استفاده شده است. وزن مخصوص ظاهری ماسه 2/7 و درصد جذب آب براساس استاندارد 3 [5] ASTM C128 درصد بهدست آمد. مدول نرمی ماسه بهکار برده شده 3/2 میباشد.
-4-4 ژل میکروسیلیس الیافدار: برای تولید ملات مورد مطالعه در این پژوهش، از ژل میکروسیلیس الیافدار BC7، به عنوان افزودنی استفاده شد. ژل میکروسیلیس الیافدار، دارای فوقروانساز، انواع آببند بتن و پودر میکروسیلیس و برخی از افزودنیهای دیگر میباشد. همچنین این محصول دارای الیاف پلیپروپیلن است. طبق نظر کارخانه سازنده این محصول با استاندارد [6] ASTM C1240 مطابقت کامل دارد. مشخصات این ژل در جدول 2 ارائه شده استپ
-5 شرح آزمایشها
در این پژوهش آزمایشاتی بر روی نمونههایی از ملات با درصدهای مختلف 0، 2، 4 و 6 درصد ژل میکروسیلیس الیافدار انجام شده است. این آزمایشها شامل مقاومت کششی، فشاری و خمشی بوده و در هر مورد نمونههایی فاقد ژل میکروسیلیس الیافدار بعنوان بتن شاهد مورد استفاده قرار گرفته است. از هر ترکیب سه نمونه ساخته شده و پس از عملآوری به مدت 7، 28 و 45 روز تحت آزمایشهای ذکر شده قرار گرفتد. مشخصات نمونههای ساخته شده در جدول 3 ذکر شده است.
-6 نتایج آزمایش
نتایج حاصل از آزمایشها، مربوط به درصدهای مختلف ژل میکروسیلیس الیافدار در جدول 4 ارائه شده است.
جهت بررسی تاثیر الیاف بر مقاومت فشاری،کششی و خمشی، نتایج برای هر آزمایش در نمودارهای زیر نشان داده شده است. نمودارهای مربوط به نتایج مقاومت فشاری، خمشی و کششی برای ملاتهای حاوی ژل میکروسیلیس الیافدار بر حسب درصد ژل بهکار برده شده، نسبت بهطرح شاهد (ملات بدون ژل)، بهترتیب در شکلهای 1، 3، 5 ارائه شده است. در ادامه نیز برای درک بهتر درصد تغییرات مقاومتهای فشاری، خمشی و کششی نسبت به طرح شاهد، بهترتیب نمودارهای 2، 4 و 6 آورده شد.
