بخشی از مقاله
چکیده
در این تحقیق طی یکسری مطالعات نظری و آزمایشگاهی مصالح مناسب برای تولید بتن با عملکرد بالا از جمله دانههای سنگی ، فوق روان کننده قوی و مواد افزودنی معدنی قابل دسترس در استان آذربایجانشرقی شناسایی و با بررسی خواص آنها و انتخاب نوع مرغوب آنها آزمایشاتی برای پیدا کردن نسبتهای اختلاط بهینه انجام شده است . بعد از بررسی معادن منطقه دو نوع مصالح سنگی انتخاب شدهاند و بهعنوان مواد افزودنی معدنی از دو نوع میکروسیلیس تولید داخل و دیاتومیت معدن ممقان استفاده شده است . با تهیه نمونههایی تاثیر این مواد بخصوص پوزولانهای محلی بر خواص بتن از جمله مقاومت فشاری و دوام آن در برابر یخبندان مورد بررسی قرار گرفته است . جهت دستیابی به طرح اختلاط بهینه، مخلوطهای بتن تهیه شده با نسبتهای اختلاط مختلف آنالیز شده و در نهایت مصالح و نسبتهای اختلاط مصالح مناسب جهت تولید بتن با عملکرد بالا در منطقه معرفی شدهاند .
١- مقدمه
بتن با عملکرد بالا بتنی است با مقاومت بالا، روانی مناسب، نفوذ پذیری کم و دوام کافی که استفاده از این بتن اجرای بسیاری از سازههای خاص را ممکن ساخته است. انتخاب و استفاده از مصالح سنگی مرغوب، مواد افزودنی معدنی مناسب، فوق روان کننده قوی و تعیین نسبتهای اختلاط مناسب از شروط لازم برای تولید این نوع بتن میباشند. در کشور ما نیز در این زمینه تحقیقات خوبی صورت گرفته است، اما با توجه به اینکه کیفیت بتن تابع مصالح مصرفی در آن است و مشخصات مصالح مصرفی از محلی به محل دیگر فرق می کند لذا نمیتوان به نتایج بدست آمده از سایر نقاط کشور اکتفا کرد.
در این تحقیق نخست طی یکسری مطالعات نظری و بررسی سوابق عملکرد، مصالح مناسب برای تولید بتن با عملکرد بالا از جمله دانههای سنگی ، فوق روان کننده قوی و مواد افزودنی معدنی قابل دسترس در استان آذربایجانشرقی شناسایی شدهاند. سپس با بررسی خواص آنها و تهیه نمونههای آزمایشی با مصالح مختلف و نسبتهای اختلاط اولیه، مصالح مناسب انتخاب شدهاند. در گام بعدی با استفاده از این مصالح آزمایشاتی برای پیدا کردن نسبتهای اختلاط بهینه انجام شده است و با تهیه نمونههایی تاثیر این مواد بخصوص پوزولانهای محلی بر خواص بتن از جمله مقاومت فشاری و دوام آن در برابر یخبندان مورد بررسی قرار گرفته است. در نهایت مصالح و نسبتهای اختلاط مصالح مناسب جهت تولید بتن با عملکرد بالا در منطقه معرفی شدهاند.
٢- انتخاب مصالح و نسبتهای اختلاط
در این پروﮊه سعی شده است از مصالح منطقه و در صورت عدم وجود از مصالح موجود در سایر نقاط کشور استفاده شود. سیمان مورد استفاده در این پروﮊه سیمان تیپ یک کارخانه سیمان صوفیان با چگالی نسبی ١٥/٣ و آب مورد استفاده آب شرب پردیس دانشگاه صنعتی سهند بود. همچنین از پلیمر ملامین سولفنات که با وزن مخصوص ٢/١ گرم بر سانتی متر مکعب به عنوان فوق روان کننده استفاده شده است.
٢-١ - سنگدانهها
در این پروﮊه ابتدا طبق توصیه مرجع ]١[ از شن و ماسه شکسته معدن قره قوم مرند و به علت نزدیکی معدن از شن و ماسه رودخانه ای معدن سرام تبریز استفاده شد. بدلیل پولکی و سوزنی شکل بودن دانهها، مقاومت فشاری و کارایی نمونههای تهیه شده با شن معدن سرام کمتر از مقدار مورد انتظار بود. پس در مراحل بعدی، شن شکسته معدن قره قوم مرند مورد استفاده قرارگرفت. ماسه شکسته معدن قره قوم مرند به علت شکسته بودن مصالح و بالا بودن مدول نرمی آن - ٣٦/٤ - FM= موجب کاهش بیش از حد کارائی مخلوط بتن میشد، لذا مورد استفاده قرار نگرفت. همچنین کارائی بتنهای ریخته شده با ماسه رودخانهای معدن سرام تبریز بدلیل بالا بودن مدول نرمی آن - ٦٧/٣ FM= - ، در حد مطلوب نبود.
لذا در مراحل بعدی ماسه اصلاح شده معدن سرام تبریز - با گذراندن از الک نمره ٤ - مورد استفاده قرار گرفت. در مورد انتخاب حداکثر اندازه درشت دانه، بررسی نتایج چهار طرح اختلاط مشابه با عیارهای ٤٠٠ و ٤٥٠ کیلوکرم سیمان ولی با حداکثر اندازه درشت دانه ٥/١٢ و ١٩ میلیمتر مناسب بودن حداکثر اندازه درشت دانه ١٩ میلیمتر را نشان میداد. همچنین آزمایشات اولیه انجام شده با این نوع سنگدانهها نشان داد که به ترتیب برای بتنهای با عیار ٣٥٠، ٤٠٠ و ٤٥٠ کیلوگرم سیمان، نسبتهای ریزدانه به درشت دانه ٧٧%، ٧٥% و ٦٩% مناسب میباشند.
٢-٣ - دیاتومیت
همانطوریکه در مرجع ]٣[ اشاره شده است یکی از غنیترین معادن دیاتومیت شمالغرب کشور، معدن ممقان واقع در ٣٥ کیلومتری تبریز میباشد که در این پروﮊه از این نوع دیاتومیت استفاده شده است. مقایسه عملکرد این دیاتومیت با سایر پوزولانهای ایران در مرجع ]٤[ نشانگر عملکرد بهتر آن در بتن میباشد. علت این امر بالا بودن میزان Sio2 آن - ٧٦% - میباشد. این نوع دیاتومیت، سفید رنگ با وزن مخصوص ظاهری فلهای ٤١٣ کیلوگرم بر مترمکعب و حدود ٤٥ درصد اندازه دانههای آن کوچکتر از ٧٥ میکرون میباشد. افت سرخ شدن دیاتومیت مورد استفاده ٦٦/٦% و مجموع سه اکسید اصلی آن٠٦/٨١% بوده - ١٦/٠+٩/٤+٧٦ - S io2+Al2o3+Fe2o3 = که در محدوده های مشخص شده در استاندارد ASTM-C618 قرار میگیرند ]٥.[
