بخشی از مقاله
چکیده
در این تحقیق به بررسی پوزولان هاي طبیعی زئولیت و دولومیت بومی کرمان پرداخته و تاثیر آن را بر روي کاهش واکنش هاي ASR را مورد پژوهش قرار داده ایم. واز طرفی بررسی تاثیر بهینه آن بر روي مقاومت فشاري بتن نیز مورد بررسی قرار گرفته تا نهایتا یک درصد بهینه ي مشخص را جهت کاهش ترك خوردگی بتن و افزایش مقاومت فشاري با استفاده از این پوزولانها را به دست آوریم البته سعی شده در طرح اختلاط هاي استفاده شده میزان مصرف بهینه آب نیز ملاك عمل قرار گیرد.
درخصوص واکنش هاي ASR نیز سعی شده نمونه اي به عنوان نمونه ي مبنا در نظر گرفته شود که شامل صفر درصد پوزولان باشد و سپس از طرح اختلاط هاي مشخص با درصدهاي مختلف از هر دو پوزولان استفاده شود که به دلیل کمبود حجم مقاله از آنها صرف نظر کرده و فقط به نتایج آنها بسنده می کنیم در بحث مقاومت فشاري نیز نمونه هاي صفر درصد ملاك تحقیق بوده و همچنین سعی شده نتایج مربوط به طرح اختلاط هاي %5 ، %10 ، %15 آورده شود.
.1 مقدمه
تجزیه تدریجی ساز ه هاي بزرگ بتنی در گذشت زمان، پدید ه اي بسیار متداول بوده است. یکی از دلایل اصلی این پدیده، واکنش بین سیمان موجود در بتن و مقداري از مصالح فعال سیلیسی است. این واکنش سبب ایجاد یک انبساط قابل توجه در بتن شده و میزان این انبساط وابسته به مصالح بکار رفته در بتن و همچنین شرایط آن در هنگام در معرض واکنش قرار گرفتن است. این فرایند که به عنوان واکنش قلیایی-سیلیسی شناخته می شود، تا کنون به تعداد زیادي از ساز ه هاي بتنی جهان مانند سدهاي بزرگ و پل ها آسیب رسانیده است.
واکنش قلیایی-سیلیسی رایج ترین نوع واکنش قلیایی سنگدانه ها در بتن است. واکنش قلیایی- سیلیسی در اثر واکنش بین یون هاي هیدروکسیل در محلول سیمان قلیایی با سنگدانه هاي فعال سیلیسی در سنگدانه بتن رخ می دهد. در نتیجه این واکنش، یک ژل تولید می شود که با جذب آب متراکم و حجم آن زیاد شده و سبب افزایش فشار به بتن و در نتیجه شکست آن می شود. شکست ناشی از این نوع واکنش در مناطقی که داراي مقدار زیادي رطوبت است، رخ می دهد: مانند اسکله ها، در نزدیکی سطوح آب زیرزمینی، پشت دیوارهاي محافظ، نزدیکی محل هاي اتصال و لبه هاي آزاد روسازي راه ها و در ستونها و تیرهایی که در رودخانه ها در معرض جریان هاي آب قرار دارند.
مشکلات ناشی از واکنش قلیایی سنگدانه ها در سازه هاي بتنی از اوایل قرن بیستم مشاهده شد و براي نخستین بار در سال 1940 شناسایی شدند. واکنش قلیایی- سیلیسی به سه عامل بستگی دارد: آب، قلیاي آزادشده از سیمان حین هیدراسیون و مواد سیلیکایی موجود در برخی از انواع سنگدانه ها عوامل میکروسکوپی و گوناگونی در انبساط ناشی از واکنش قلیایی- سیلیسی دخیل هستند؛ مانند تخلخل بتن و همچنین نفوذپذیري، مکان و مقدار سنگدانه هاي فعال در مصالح. این عوامل با قرار گرفتن در کنار ویژگی نامتجانس بودن ذاتی بتن سبب می شوند که شبیه سازي انبساط ناشی از این واکنش امري دشوار باشد.[1,3,4]
.2 واکنش سیلیسی –قلیاییدر بتن
واکنش قلیایی – سیلیسی در بتن - - ASR پدیده واکنش قلیایی – سیلیسی براثر واکنش بین هیدروکسید قلیا در سیمان و مواد معدنی سیلیسی موجود در سنگدانه ها رخ می دهد که در نتیجه ژل سیلیکاتی قلیایی حاصل می گردد واکنش قلیایی – سیلیسی اغلب بعد از 5 الی 15 سال ظاهر می شود؛ این واکنش یکی از عوامل مخرب بتن می باشد که از داخل بتن شروع می گردد و بدین لحاظ کنترل و یا جلوگیري از وقوع آن مشکل و حتی در بسیاري از موارد غیر ممکن است .در اکثر موارد ، این پدیده پس از شروع تا تخریب کامل سازه به طور مستمر ادامه پیدا می کند .بررسی خسارات ناشی از واکنش قلیایی– سیلیسی بر روي سازه هاي بتنی ، دلیل اطلاق واژه» سرطان بتن« به این پدیده را روشن می سازد.[5,2]
کانی هاي مورد استفاده در این تحقیق، از نوع کانی بومی استان کرمان بوده و در این استان به وفور می توان این کانی را یافت. این معدن براي کانی دولومیت واقع درشهرستان سیرجان جاده سیرجان - حاجی آباد و کانی زئولیت نیز واقع در شهربابک که هر دو در استان کرمان می باشد. 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 هاي سنگ تبدیل به پودر خاك می کنیم و سپس با درصدهاي مختلف آن را به طرح اختلاط بتن می افزاییم و نتایج نمونه شاهد را با نمونه هاي حاصله از این کانی را بررسی می کنیم.
.3 سنگدانه ها و روش هاي آزمایش و تعیین فعالیت
جزء اصلی سنگدانه هایی که به عنوان فعال براي انجام واکنش ASR شناخته شده اند شاملSiO2 خالص می باشد. همانند زغال سنگ، سنگ چخماق، سیلیکات ها مانند شیشه ي صنعتی، بخش هاي کریستالی وشیشه اي گدازه هاي آتشفشانی و صخره شامل آهک مات. همچنین برخی از مواد فعال مانند اندزیت که به صورت قابل توجهی شامل اکسید هاي قلیایی می باشد که در حین واکنش آزاد می گردد. همه ي این مواد فعال داراي خصوصیات مشابهی اند به طور مثال در همه ي آنها SiO2 به عنوان مولفه ي اصلی می باشد همچنین داراي بافت سازه اي باز می باشند و نیز سطح بیرونی آنها به وسیله ي Si-OH ,Silanol پوشیده شده است.[3,7]
.4 تاثیر دما بر انجام واکنش ASR
سرعت انجام واکنش ASR در دماهاي بالاتر بیشتر می باشند. البته در دماهاي 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 دماي پایین بیشتر است ولی براي تسریع در انجام واکنش از دماي بالاتري می توان سود جست. معمولا در تست هاي آزمایشگاهی میزان فعالیت مصالح به وسیله ي اندازه گیري میزان انبساط ترکیب سیمان با مصالح سنگدانه تعیین می گردد.
براي کاهش مدت زمان آزمایش تعیین انبساط می توان از محیط هایی با میزان قلیایی بالا و یا دماي بالاتري می توان استفاده نمود . به طور مثال معیار مورد قبول به وسیلهASTMC227 میزان دماي 38 درجه و %100 رطوبت می باشد. در واقع اساس این فرض بر این است که واکنش شیمیاي و انبساط به صورت مستقیم به هم مربوط می باشند در جدول 1 روش هاي مختلف انجام آزمایش تعیین انبساط لیست شده است. توجه شود که میزان قلیایی بودن محیط و درجه ي حرارت آن بر زمان آزمایش بسیار تاثیر گذار است.[1,2,4]
