بخشی از مقاله
چکیده
بتن با زمان در اثر عوامل مختلف دچار تخریب شده که یکی از مهمترین این عوامل واکنش های قلیایی - سیلیسی سنگدانه ها می باشد. واکنش زایی قلیائی - سیلیسی سنگدانه های بتن ناشی از قلیاییت سیمان یا عوامل خارجی است که با نوع خاص فعالی از سنگدانه واکنش داده که منجر به ایجاد عناصر متورم شونده می شود. در این مقاله پس از بررسی بتن های اجرا شده در سد راغون با سن بالای 25 سال و تشخیص بروز واکنش زایی قلیایی- سیلیسی، به تحقیق بر روی سنگ دانه های مورد استفاده از منابع معدنی مختلف پرداخته شده است.
نتایج پتروگرافی مصالح و نیز آزمایش تسریع شده تشخیص واکنش زایی مصالح - روش کوتاه مدت - و همچنین آزمایشات بلند مدت - روش کانادایی 6 ماهه و - ASTM C1293، واکنش زایی بالقوه قلیایی سنگ دانه ها را نشان می دهد. از این رو پس از بررسی گزینه های مختلف، مطالعات نشان می دهد که جهت کنترل واکنش زایی مصالح بهترین گزینه استفاده از ترکیب 15 تا 17 درصد خاکستر بادی و 5 درصد میکروسیلیس در طرح اختلاط بتن می باشد.
-1 مقدمه
سنگ دانه ها، موادی نظیر ماسه، شن و سنگ شکسته و یا طبیعی هستند که حجم زیادی از بتن را تشکیل می دهند. مصالح سنگی نه تنها به عنوان پرکننده بکار می روند بلکه خواص فیزیکی و شیمیایی آنها نیز در عملکرد و دوام بتن تاثیر می گذارد، لذا بررسی سنگدانه های مورد استفاده در بتن اهمیت بسیاری دارد. قابلیت انجام واکنش های شیمیایی سنگ دانه ها از جمله مهمترین مواردی است که با استفاده از روش های مختلف می توان آن را بررسی نمود. یکی از رویدادهای مهم مربوط به این واکنش ها، واکنش سیلیسی قلیایی است. ممکن است بتن در اثر واکنش شیمیایی بین اجزا سیلیسی و فعال موجود در سنگ دانه ها و قلیایی های موجود در سیمان آسیب ببیند، این فرایند به عنوان واکنش سیلیسی- قلیایی شناخته می شود
همچنین واکنش قلیایی سیلیسی یکی از مهمترین عواملی است که باعث تخریب بسیاری از سدها، روسازی ها و پل های بتنی در سراسر جهان شده است. بدین منظور هدف این مطالعه ارائه یک رویکرد شناسایی واکنش قلیایی سیلیسی در سازه های بتنی و در پی آن منابع قرضه استفاده شده و ارائه راهکار جهت کنترل این نوع واکنش زایی می باشد. از این رو با توجه به ارتفاع بسیار زیاد - بیش از 330 متر - و حجم عظیم مخزن سد راغون و ساخت برخی از سازه های بتنی این سد در فازهای زمانی مختلف، ضرورت بازنگری در مطالعات پاره ای از بخش ها نظیر کیفیت بتن های اجرا شده و دوام آنها وجود دارد.
-2 مشخصات سد و نیرگاه راغون
سد عظیم مخزنی و نیروگاه برق آبی راغون در 110 کیلومتری شمال شرق شهر دوشنبه بر روی رودخانه وخش از سر شاخه های رودخانه آمودریا - جیحون - قرار دارد. این سد که بر اساس طراحی های اولیه دارای ارتفاعی بالغ بر 335 متر می باشد دارای یک مجموعه نیروگاه زیرزمینی شامل مغار نیروگاه ، ترانسفورماتور ، مغار نصب و مجموعه ای از تونلهای آببر نیروگاه ، تونلهای کلکتور و تونلهای تخلیه کننده نیروگاه است، همچنین نیروگاه این سد شامل 6 واحد 600 مگاواتی می باشد. شکل 1 پلان جانمایی عمومی مجموعه نیروگاه زیرزمینی راغون که در جناح چپ سد قرار گرفته است را نمایش می دهد.
با توجه به تاریخچه احداث سازه های این سد، حد فاصل سالهای 1991-1989 بعنوان اولین دوره احداث ، حد فاصل سالهای 2009-1991 مدت زمان توقف فعالیتهای اجرایی در نیروگاه و شروع مجدد عملیات حفاری نیروگاه از سال 2009 تا به امروز بعنوان مرحله دوم ساخت شناخته می شود.
شکل :1 پلان کلی سد و نیروگاه راغون.
-3 بازدید میدانی و بررسی وضعیت بتن های اجرا شده
یکی از گام های مهم در فرآیند تشخیص دوام سازه های بتنی، ارزیابی مقدار و شدت آسیب می باشد. قصد و روند ارزیابی وسعت و شدت آسیب به این شکل است که باید مشخص شود میزان آسیب چقدر بوده و این آسیب چه تاثیری بر سازه دارد - چه مدت، چه گستره، چه عمق و چه مقداری از سازه در گیر می باشد - .
از این رو با توجه به اهمیت عملکرد سازه های بتنی، مطالعه و بررسی میدانی و جمع آوری اطلاعات از عیوب موجود بتن های اجرا شده چه از حیث اجرای نامطلوب و چه به لحاظ عوامل مخرب تاثیر گذار بر روی آن، امری ضروری می باشد.
در نتیجه در این مرحله از مطالعه جمع آوری اطلاعات و شناخت نواحی آسیب دیده و مشخص کردن نواحی مذکور بر روی نقشه - شکل - 2، جهت استفاده برای اقدامات اصلاحی بعدی صورت گرفته است. همانگونه که از شکل 3 بر می آید وجود نشانه هایی از بروز واکنش های قلیایی در بتن لاینینگ تونل انحراف قابل مشاهده است. از آنجایی که بروز واکنش های قلیایی و آثار مخرب آن در پروژه های عمرانی بسیار حائز اهمیت می باشد در گام بعد انجام مطالعات میکروسکپی پتروگرافی جهت بررسی کیفیت و شناخت دقیق مصالح بکار برده شده انجام پذیرفت.
شکل :2 معین نمودن نواحی آسیب دیده بر روی نقشه.
شکل :3 وجود نشانه های از بروز واکنش قلیایی در بتن.
-4 پتروگرافی بتن های اجرا شده
در این مرحله از مطالعه نمونه هایی از بتن های اجرا شده در دوره نخست ساخت سازه های سد - 1991-1989 - گرفته شده است. همچنین سنگ دانه های استفاده شده در نمونه های مذکور سه نوع رسوبی، دگرگونی و آذرین را شامل می شود.
در سنگ دانه های رسوبی، که اساسا سنگ آهک - میکرایت و اسپرایت - و ماسه سنگ را شامل هستند هیچگونه پتانسیل واکنش قلیایی-سلیسی و قلیایی- کربناتی دیده نشده است.
