بخشی از مقاله
خلاصه
کشور ایران دارای اراضی کویری بسیاری میباشد. یکی از مصالحی که در برخی از مناطق کویری موجود است ماسه سیلیسی میباشد که در تولید بتن پودری واکنشپذیر - RPC - کاربرد دارد. قسمت اعظم این بتن را ماسه سیلیسی تشکیل میدهد لذا کیفیت این ماده در تولید بتن پودری واکنشپذیر با اهمیت میباشد. در این پژوهش هدف تولید بتن مذکور با مشخصات مکانیکی مطلوب از ماسه سیلیسی طبیعی مناطق کویری شهربابک و سیرجان استان کرمان میباشد.
در این پژوهش بعد از بررسی مشخصات مکانیکی این ماسه، هفده طرح اختلاط مختلف بتن پودری واکنشپذیر با استفاده از این ماسه تهیه شد. بتنهای تهیه شده از لحاظ مشخصات بتن تازه و مقاومت فشاری و جذب آب مورد آزمایش قرار گرفتند. نتایج نشانگر این است که ماسههای سیلیسی در زمینه تولید این بتن از مرغوبیت بالایی برخوردار بوده و مقاومت بتن تهیه شده از آن - بدون عملآوری تحت فشار - به 1468 kg/cm2، که مقاومت مطلوب برای بتن پودری واکنشپذیر است، رسید. همچنین نتایج نشانگر این نکته است که جایگزینی پودر سنگ آهک به جای پودر سیلیس در طرح اختلاط گرچه از نظر اقتصادی مطلوب است ولکن از مقاومت بتن میکاهد.
کلمات کلیدی: بتن پودری واکنش پذیر، ماسه سیلیسی، طرح اختلاط، مقاومت فشاری، کویر
-1 مقدمه
کشور ایران دارای اراضی کویری بسیاری میباشد. خاکهای این مناطق دارای ظرفیتهای بسیاری در تولید مصالح ساختمانی و صنعتی می-باشد. با توجه به نیاز روز افزون صنعت ساختمان به مصالح با مشخصات عالی و مطلوب، کاربرد و استفاده از بتنهای نوین امری ضروری است. ساخت این مواد و مصالح با استفاده از ارزانترین و در دسترسترین مواد یکی از عوامل مهم در تکنولوژی بتن میباشد. لذا رواج تولید و ساخت مصالح ساختمانی جدید با استفاده از مصالح بومی و گسترش استفاده از این مصالح در پروژههای عمرانی مورد نیاز میباشد.
در این تحقیق با توجه به آنچه ذکر گردید، با مطالعه آزمایشگاهی بر روی طرحهای مختلف با روش آزمون و خطا امکان تولید بتن پودری واکنشپذیر با استفاده از مصالح تهیه شده از معادن یا تولیدات کارخانجات داخل کشور، سنجیده و سعی در ارائهی طرح اختلاطهایی با مشخصات مکانیکی ممتاز شد. طرح اختلاطی مقبول بود که شرایط و مشخصات کلی بتن پودری واکنشپذیر را دارا بود. در این راستا مقاومت فشاری و درصد جذب آب هر طرح اختلاط پیشنهادی مورد بررسی آزمایشگاهی قرار گرفت. برای درک بهتر ویژگی-های منحصر به فرد این بتن، مشخصات آن با مشخصات بتن معمولی که از مصالح بومی ساخته شده است، مقایسه شد. در ضمن اهداف فوق، به بررسی جایگزینی پودر سنگ آهک به جای پودر سیلیس پرداخته شد و در سه طرح اختلاط پودر سیلیس با پودرسنگ آهک جایگزین شد.
ماسه سیلیسی :
یکی از انواع ماسههایی که در برخی از مناطق کویری ازجمله در اطراف شهر بابک و سیرجان - استان کرمان - ، حوالی شهر کرمان و سایر نقاط کویری یافت میشود ماسه سیلیسی میباشد. ماسه سیلیسی در واقع کریستال1های کوارتز شکسته شده است. سنگ کوارتز در طول سالها، در اثر تغییرات دمایی ترک برداشته و متلاشی شده و به دانههای کوچک ماسه سیلیسی تبدیل گشته است. ساختار شیمیایی آن دی اکسید سیلیس - - SiO2 میباشد که دارای ساختار مشبک2 متبلور است. سختی این ماسه تقریباً 7 میباشد و در برابر اسیدها بجز اسید فلوئوریدریک مقاوم است .[1] وجود معادن فراوان با وسعت چندین هزار هکتار و ارزانی آن از مزیتهای این ماسه میباشد. قطر دانههای این ماسه معمولاً بین 1 الی 0/1 میلیمتر میباشد و ماده نسبتاً سختی است. این ماسه که رنگی بین سفید تا سفید متمایل به زرد دارد میتواند علاوه بر ریختهگری در صنعت عمران نیز مورد استفاده قرار گیرد. در تولید بتن پودری واکنش پذیر - 3 - RPC این ماسه اصلی ترین ماده تشکیل دهندهی بتن میباشد.
بتن پودری واکنش پذیر :
بتن پودری واکنشپذیر نوعی بتن جدید با مقاومت بسیار بالا، دوام و شکلپذیری زیاد میباشد. در واقع این ماده یک ابر بتن میباشد. این بتن یکی از نوآوریهای دهه نود میلادی است و در سال 1997 میلادی اولین سازه از این بتن به بهره برداری رسیده است. مواد تشکیلدهندهی بتن پودری واکنشپذیر عبارتند از: ماسه سیلیسی، پودرسیلیس4، سیمان، میکروسیلیس، آب، فوق روانکننده5 و در صورت نیاز به مقاومت کششی یا جذب انرژی زیاد، الیاف فولادی. این بتن علاوه بر مقاومت بالا دارای خصوصیات دیگری نظیر نفوذپذیری کم، مقاومت سایشی و خوردگی بالا و نیز دوام زیاد می-باشد .[2] در این بتن به علت استحکام بالای خمیر مواد سیمانی، سنگدانه عامل مهم در استحکام و مقاومت بتن است. لذا تمرکز مطالعه بر سنگدانه است.
استفاده از بتن با مقاومتهای فشاری بالای 1200kg/cm2 در اعضای تحت فشار زیاد ناشی از بار - مثل ستونها - یا پیش تنیدگی - مثل پلهای کابلی - ، نواحی فشاری اعضاء سازههای پوستهای و یا سازههایی که در طرح آن نسبت مقاومت به وزن فاکتور مهمی است مثل پلهای پیش تنیده با دهانه زیاد میتواند پتانسیل زیاد و بهره اقتصادی این بتن را نشان دهد. همچنین تخلخل پایین و نفوذپذیری و جذب آب کم این بتن عوامل مورد نیاز در سازههای آببند و مخازن میباشد.
-2 برنامه آزمایشگاهی
2-1 آنالیز مصالح:
ماسه سیلیسی: در این پروژه از ماسه سیلیس منطقه شهر بابک استان کرمان استفاده شده است. از مزایای این معدن طبیعی بودن و به طبع آن گرد گوشه بودن این ماسه است که سبب کاهش مقدار آب اختلاط میگردد. ماسههای این معدن زرد رنگ و منشاء آن سیلیس از نوع سیترین6 است و حداکثر اندازه اسمی این سنگدانه 0/6 میلیمتر است. مشخصات این ماسه در جدول - 1 - ذکر گردیده است و دانهبندی آن طبق جدول - 2 - است : آزمایش دانهبندی بر اساس استانداردهای ASTM C117 و ASTM D75 انجام گرفته است.
