بخشی از مقاله
مقایسه ی تأثیر میکروسیلیس های تولید داخل بر مقاومت فشاری بتن
چکیده
از آنجایی که مقاومت فشاری بتن به عنوان پر مصرف ترین ماده ساختمانی، همواره یکی از دغدغه های پژوهشگران بوده است، هدف از پژوهش حاضر، مطالعه ی آزمایشگاهی تأثیر درصد وزنی میکروسیلیس های تولید داخل و سطوح مختلف عیار سیمان بر مقاومت فشاری در بتن های دارای نسبت آب به سیمان ثابت می باشد. به این منظور از نسبت آب به سیمان ثابت،4 درصد متفاوت میکروسیلیس تولید شده از دو کارخانه ی داخل ایران، سیمان پرتلند تیپ دو و سنگدانه با حداکثر اندازه ی 19 میلی متر برای انجام آزمایش ها استفاده شده است. آزمایش مقاومت فشاری نمونه ها در سن 7، 28و90 روزه انجام شده است.نتایج نشان می دهد که افزایش میکروسیلیس به بتن باعث افزایش مقاومت فشاری می شود.علاوه بر این نتایج نشان می دهد که با افزایش درصد میکروسیلیس جایگزین سیمان روند افزایش مقاومت کم می شود.باتوجه به ملاحظات اقتصادی درصد بهینه میکروسیلیس جایگزین سیمان معرفی شده است.
واژههای کلیدی: بتن، طرح اختلاط، فوق روان کننده بتن، مقاومت فشاری، میکروسیلیس،
-1 مقدمه
بتن به عنوان یک ماده ی پر مصرف در فعالیت های عمرانی، دارای اهمیت زیادی در زمینه های تحقیقاتی مـی باشـد.یافتن روابـط منطقی بین پارامترهای تأثیر گذار بر عملکرد مطلوب بتن موجب انجام تحقیقاتی زیادی در این زمینه شده استعملکرد. بـتن عمومـاً بـا مقاومت آن شناخته می شود.[1]یکی از عوامل تأثیر بر مقاومت بتن استفاده از مواد افزودنی می باشد.مواد افزودنی بسیاری بـرای بهبـود مقاومت بتن وجود دارد، که به دو دسته ی مواد افزودنی معدنی و مصنوعی تقسیم بندی می شوند،یکی از بهترین مواد افزودنی معـدنی استفاده از میکروسیلیس می باشد.میکروسیلیس به عبارتی سوپر پوزولان است که در صورت استفاده درست از آن، تأثیر قابـل تـوجهی در افزایش مقاومت سازه های بتنی دارد.[2]میکروسیلیس یا دوده سیلیس که به عنوان ماده ی پرکننده ی اجزای تشکیل دهنـده ی بـتن عمل می کند، ماده ی سیلیسی ریزی است که ذرات آن 50 تا 100 برابر از ذرات سیمان کوچتکر بـوده و باعـث چسـبندگی بـین ذرات سیمان می شود.[3]میکروسیلیس علاوه بر افزایش مقاومت خمیر، از طریق بهبود کیفیت اتصـال بـین خمیـر وسـنگدانه، باعـث افـزایش مقاومت بتن می شود.[4]پژوهش المسلم و همکاران[5] بر روی اثرات میکروسیلیس (%15) بر روی مقاومت فشاری بتن ساخته شده بـا سنگ دانه های درشت بی کیفیت (آهکی، دولومیتی، سنگ آهک کوارتزی و سرباره ی فولادی به این نتیجه رسید کـه بعـد از 180 روز عمل آوری، بیش ترین مقاومت فشاری در نمونههای حـاوی %15 میکروسـیلیس بـه دسـت آمـد. وانـگ و رازاک[6] بـر روی مقاومـت فشاری بتن حاوی میکروسیلیس مطالعه آنها مشاهده کردند که میکروسیلیس اضافه مقاومت آنی ایجـاد نکـرد؛ پـس از عمـل آوری 90 روزه، متوسط اضافه مقاومت به دست آمده با %10 میکروسیلیس، به اندازه ی %17 شد. تدین و همکاران[7] برروی تاثیر عیار سیمان بـر مشخصات مکانیکی بتن مطالعه کردند و به این نتیجه رسیدند که در برخی حالات کم شدن عیارسیمان به علت کافی نبودن حجم خمیر اطراف سنگدانه ها مقاومت فشاری کاهش می یابد.
پژوهش آزمایشگاهی حاضر اثر میکروسیلیس های تولید شده ی دو کارخانه ی داخلی(سمنان و ازنا) بر روی مقاومت فشاری بـتن مورد بررسی قرار می گیرد.برای این منظور، از درصدهای مختلف میکروسیلیس جایگزین استفاده شده است.برای انجام آزمایش هـا از سه عیار مختلف 300، 350 و 400 کیلوگرم بر متر مکعب استفاده شده است؛ که برای هریـک از چهـار درصـد مختلـف میکروسـیلیس صفر، 5 ، 10 ،15 و 20 درصد جایگزین سیمان استفاده شده است.در این پژوهش نسبت آب به سیمان ثابت درنظر گرفته شده اسـت.در مجموع 27 طرح اختلاط برای انجام آزمایش تهیه شده است.آزمایش مقاومت فشاری نمونه هـا درسـنین 7، 28 و 90 روزه انجـام شـده است.
-2 برنامه آزمایشگاهی
-1-2 مصالح مصرفی
استفاده از سیمان نوع2 با حرارت هیدراسیون کم میتواند باعث کاهش ترکهای ناشی از حرارت توسعه یافته در اثر هیدراسیون سیمان شود.[8] سیمان مصرفی، سیمان پرتلند نوع 2 با نام تجاری سیمان شرق بوده که مشخصات آن در جدول 1 ارائه شده است.
سنگدانه های مصرفی در این پژوهش به دسه دسته ماسه، نخودی و بادامی تقسیم می شوند که حداکثر اندازه ی سـنگدانه هـای 19 میلی متر می باشد.جداول 2و3 مشخصات سنگدانه های مصرفی در این پژوهش را ارائه می دهد.
میکروسیلیس استفاده شده تولیدات دوکارخانه ی داخلی واقع در شهرهای سمنان و ازنا می باشد؛ که جدول 4 مشخصات هریک از میکروسیلیس را ارائه می دهد.
فوق روان کننده مصرف شده ، بر پایه پلیکربوکسیلات با نام تجاری Capco Spc A می باشد و مطابق آییننامه ASTMC1017 [11] عمل مینماید. محدوده ی مصرف این محصول بین 0/2 تا 1 کیلوگرم به ازای هرصد کیلوگرم سیمان می باشد.
-2-2 طرح اختلاط های آزمایش
پس از تهیهی مصالح و تعیین مشخصات آنها بایستی طرح اختلاط مناسبی برای تهیهی بتن تهیه شود. در این پژوهش، طرح اختلاطها شامل سه عیار سیمان 300، 350 و 400 کیلوگرم بر متر مکعب میشدند که در هر یک از این عیارها شامل 5 درصد جایگزینی 0، 5، 10، 15 و20 درصد از هریک از میکروسیلیسهای ازنا و سمنان بود و در مجموع 27طرح اختلاط تهیه شد. نسبت آب به سیمان برای همهی طرح اختلاطها مقدار ثابت 0/5 در نظر گرفته شد.جدول 5 جزییات طرح اختلاط ها برای سه عیار مختلف ارائه می دهد.
-3-2 مراحل انجام آزمایش
در ابتدا جهت انجام آزمایشهای بتن، بایستی نمونههای بتنی در قالبهای آزمایشگاهی و به تعداد لازم جهت آزمایشهای مورد نظر ساخته شوند.برای ساخت نمونه ها ابتدا مصالح سنگی داخل مخلوط کن ریخته شده سپس سیمان و میکروسیلیس اضافه می گردد و پس مخلوط شدن کامل مصاح خشک، آب داخل مخلوط کن ریخته می شود.مدت زمان مخلوط کردن
