پیوندهای مفید
آمار
| تعداد نشریات | 31 |
| تعداد شماره‌ها | 708 |
| تعداد مقالات | 6,652 |
| تعداد مشاهده مقاله | 9,194,626 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 6,307,055 |
بررسی تأثیر نانوسیلیس بر نفوذپذیری بتن خودتراکم در محیط سولفاته | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| تحقیقات بتن | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| مقاله 4، دوره 8، شماره 2 - شماره پیاپی 14، اسفند 1394، صفحه 47-60 اصل مقاله (968.37 K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| نویسندگان | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| یعقوب محمدی* 1؛ شهریار عزتی2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1استادیار گروه مهندسی عمران، دانشگاه محقق اردبیلی | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2کارشناس ارشد مهندسی عمران-سازه، دانشگاه محقق اردبیلی | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| چکیده | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| بتن یکی از مهمترین مصالح ساختمانی است که از ترکیب مخلوط متناسبی از سیمان، مصالح سنگی، آب و مواد افزودنی بدست میآید. از عواملی که کاربرد بتن را مخصوصا در سازههای با تراکم آرماتور زیاد با مشکل مواجه میکند متراکم نمودن آن است. در مواردی مانند پایه پل‌ها، ستونهای طبقات پایین ساختمانهای بلند و ... عملا امکان ویبره کردن بتن غیر ممکن است. برای رفع این مشکل باید از بتن خودتراکم استفاده شود که باعث تراکم کامل بتن شده و سرعت بتنریزی را بالا میبرد. این نوع بتن با استفاده از فوقروانکنندهها و مواد افزودنی دیگر تولید میشود. این مقاله به بررسی اثر افزودن نانوسیلیس بر خواص مکانیکی بتن سختشده در محیط مخرب سولفاتی می‌پردازد. به این منظور در برنامه مطالعات آزمایشگاهی از آزمایشهایی چون مقاومت فشاری و نفوذپذیری بهره گرفته شده است. نتایج آزمایش حاکی از این است که افزودن نانوسیلیس توانسته بر خواص مکانیکی بتن خودتراکم تاثیرگذار باشد و همچنین دوام بتن را در برابر عامل مخرب سولفاتی که باعث کاهش روند کسب مقاومت فشاری در سنین بالاتر میگردد، افزایش دهد. نانوسیلیس، تخلخل در سیمان هیدراته‌شده را به وسیلهی پرکردن فضاهای خالی بین ذرات بزرگتر به حداقل رسانده و‌نفوذپذیری را تا حد زیادی‌‌کاهش میدهد. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| کلیدواژه‌ها | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| نانو سیلیس؛ بتن خودتراکم؛ نفوذپذیری؛ دوام؛ محیط سولفاته | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| اصل مقاله | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
1-مقدمه بتن خودتراکم (self compacting concrete) یکی از گامهای رو به جلو در زمینه بتن است. این بتن پدیده جدیدی در علم مصالح ساختمانی است که تقریبا سه دهه از عمر آن می‌گذرد. پیدایش فوقروانکنندهها به عنوان نوع جدیدی از افزودنی ها زمینه را برای ظهور بتن خود تراکم فراهم کرده است. بتن خودتراکم شاخه جدید بتن با مقاومت متوسط به بالا میباشد که بدون نیاز به ویبره کردن و تحت وزن خود داخل قالب را پر میکند] 1[. در اوایل دهه هشتاد میلادی بهدنبال کاهش نیروی کار ماهر در صنعت ساخت وساز ژاپن و تراکم نا مناسب ناشی از افزایش حجم آرماتورهای مصرفی به تبع عملکرد بهتر سازهای از طرف دیگر که باعث کاهش کیفیت کارهای اجرایی انجام گرفته گردید[2]، این موضوع برای چندین سال مورد بحث و
بررسی قرار گرفت تا اینکه نظریه بتن خودتراکم به عنوان راه حلی برای رفع مشکل دوام سازههای بتنی توسط اوکامورا (Okamura) در سال ۱۹۸۶ مطرح گردید [3]. توافق گسترده‌ای وجود دارد که فناوری نانو دارای پتانسیل انقلابی در جهان علم مواد بتن میباشد. یکی از این محصولات، نانوسیلیس میباشد. نانوسیلیکا یک محصول ترکیبی با ذرات کروی در طیف وسیعی از 1-50 نانومتر است. ترکیب نانوسیلیس در بتن، سیمان پرتلند و مصالح در آزمایشگاه با موفقیت همراه بوده است [4]. نانوسیلیس، تخلخل در سیمان هیدراته شده را به وسیلهی پر کردن فضاهای خالی بین ذرات بزرگتر در مقیاس نانو کاهش میدهد. علاوه بر این، نانوسیلیس فعالیت‌های پوزولانی را در مصالح و خاکستر بادی فراهم میکند، که نتایج آن منجر به افزایش سریعتر در مقاومت و پتانسیل برای کاهش مشکلات و مقاومت آهسته در مصالح پوزولانی میباشد [5]. نانوسیلیس همچنین می‌تواند مقدار سیمان مورد نیاز برای بتن را کاهش دهد، در نتیجه کاهش تولید حرارت بالا و وجود مشکلات انقباضی با محتویات بالا کاهش پیدا میکند [6]. گارسیا و همکارانش اصلاح بتن خودتراکم با آمورف نانوسیلیس با درصدهای مختلف نانوسیلیکا در بتن خودتراکم با توزیع ذرات مشابه از طریق دو فرآیند متفاوت مورد آزمایش قرار دادند. تأثیر نانوسیلیس بر خواص بتن تازه و دوام بتن سختشده مورد بررسی قرار گرفت. نتایج به دست‌آمده نشان میدهد که نانوسیلیس می‌تواند خواص مکانیکی و دوام بتن را بهبود ببخشد [7]. در مطالعه دیگر آزمایشگاهی، عملکرد دوام بتن با نانوسیلیس توسط هانگجیان دو و همکارانش با درصدهای 3/0 و 6/0 نانوسیلیس در نمونههای بتنی انجام گرفت. با توجه به نقش پرکنندگی و واکنش پوزولانی نانوسیلیس بخصوص در منطقه‌گذار سطحی که منجر به کاهش تخلخل و نفوذپذیری و افزایش دوام در نمونهها گردید [8]. نفوذپذیری بتن یکی از خواص مهم بتن در رابطه با دوام آن است، که این خاصیت، تسهیلاتی را فراهم میکند که آب یا سیالات دیگر بتوانند از میان بتن جریان پیدا کرده و مواد مضر و آسیب رسان را با خود به درون بتن حمل نمایند. اثر نانوسیلیس و میکروسیلیس بر تخلخل و نفوذپذیری بتن خودتراکم سختشده در سنین پایین توسط خاویر پوینتس و همکاران مورد بررسی قرار گرفت. در این تحقیق آزمایشهای تبخیر آب، فشار مویینگی، درجه حرارت و سرعت پالس فراصوتی بر روی نمونهها انجام گرفت. نتایج حاکی از این بود که با اضافه کردن سیلیس ساختار بتن سختشده اصلاح شد و تخلخل بتن کاهش یافت. همچنین منجر به کاهش نفوذپذیری بتن در سنین 7 و 28 روزه گردید[9]. ارهان گونوسی و همکاران بررسی رفتار رئولوژیکی نانوسیلیس و خاکستر تازه بر مخلوط بتن خودتراکم مورد مطالعه قرار دادند. در این تحقیق آزمایشگاهی از نانوسیلیس با درصدهای 2، 4 و 6 درصد وزنی سیمان و نسبت وزنی آب به سیمان 0.33 تحت آزمایشهای بتن تازه از جمله زمان افت جریان، جعبه L، قیف V و غیره قرار گرفت و نتایج حاکی از این بود که افزودن خاکستر بادی نسبت به افزودن نانوسیلیس تأثیر بهتری در بهبود خواص رئولوژیکی بتن خودتراکم داشته است [10]. مطالعه آزمایشگاهی اثر نانوسیلیس روی خواص مکانیکی و دوام بتن خودتراکم توسط محمدرضا تقیخانی و همکاران انجام شد. در این تحقیق ابتدا طرح مخلوطهای مختلفی برای چهار نوع بتن خودتراکم (SCC)، ساخته و آزمایش شد: 1-بتن خودتراکم حاوی فقط نانوسیلیس 2-بتن خودتراکم حاوی فقط میکروسیلیس 3-بتن خودتراکم حاوی میکروسیلیس و نانوسیلیس 4-بتن خودتراکم شاهد، فاقد نانو سیلیس و میکروسیلی. بدین ترتیب مقادیر جریان اسلامپ، جعبه L و مقاومت فشاری 7 و 28 روزه نمونه ها تعیین شد. سپس براساس نتایج واز آنجا که تاکنون آئین نامه مدونی جهت خصوصیات بتن خودتراکم تهیه نشده است، نتایج نشان میدهد که افزودن تنها نانوسیلیس به مخلوط بتن خودتراکم باعث بهبود خواص مهندسی بتن نشده است. هر‍چند، امکان عملکرد رضایت بخش با کاربرد میکروسیلیس در طرح اختلاطهای این نوع بتن وجود دارد، همچنین با افزودن همزمان میکروسیلیس و نانوسیلیس به مخروطهای بتن خودتراکم، بهترین تأثیر در خواص مهندسی در مقایسه با بتن خودتراکم شاهد ایجاد شده است [11]. تاکنون بررسیهای انجام گرفته بر روی دوام و نفوذپذیری بتن خودتراکم در محیط عادی صورت گرفته است و نیاز به بررسی نفوذپذیری و خواص مکانیکی در محیط مخرب سولفاته با درصدهای مختلف نانوسیلیس ضروری به نظر می رسد.
2-مواد و روش‌ها و برنامه آزمایشگاهی 2-1-سنگدانه سنگدانه‌های مصرفی در این پروژه آزمایشگاهی از شن و ماسه‌های استخراج‌شده از روستای گیله‌ده آستارا تهیه شده است. سنگدانه‌های درشت با نام شن شکسته با حداکثر قطر 19 میلی متر و با وزن مخصوصg/cm3 68/2 و جذب آب 5 درصد و سنگدانه‌های ریز با نام ماسه با قطر حداکثر 75/4 میلی متر و مدول نرمی 67/2 و وزن مخصوص g/cm3 64/2 مورد استفاده قرار گرفتند. 2-2-سیمان و مواد پوزولانی بتن خودتراکم مورد بررسی در این پروژه آزمایشگاهی از سیمان پرتلند پوزولانی کارخانه سیمان شهر اردبیل واقع در نمین با وزن kg/m3 3130 تهیه شده است که مشخصات شیمیایی این سیمان در جدول 1 آورده شده است. نانوسیلیس مصرفی در این پروژه به صورت پودری با ابعاد 20 تا 30 نانومتر و خلوص 99 درصد و به رنگ سفید محصول شرکت پیشگامان نانو مواد ایرانیان درمشهد NANOMATERIALS PIONEERS COMPANY) (IRANIAN میباشد که شکل ظاهری این ماده در شکل 1 آورده شده است. 2-3-آب و مواد مصرفی آب اختلاط مورد استفاده در این پژوهش آب شرب اردبیل است. برای ساخت بتن خودتراکم از فوق‌روان‌کننده بتن مایع بر پایه نفتالین سولفونات، با نام "FABCRETE- 100 "محصول شرکت فابیر استفاده شده است. ماده افزودنی هوازای مورد استفاده در طرحهای اختلاط که برای ایجاد و توزیع یکنواخت حبابهای بسیار ریز هوا به اندازه‌های معین مورد استفاده قرار گرفته است، محصول شرکت نامیکاران که مطابق با استاندارد ASTM 260-81 میباشد. برای ایجاد محیط سولفاته از سولفات منیزیم به صورت پودری استفاده شده است. این ماده محصول شرکت تهران اسید میباشد که مشخصات فیزیکی این ماده این ماده در جدول 2 آورده شده است.
جدول 1-درصد ترکیبات موجود در سیمان پرتلند پوزولانی اردبیل
جدول2-مشخصات فنی سولفات منزیم مورد استفاده در این آزمایشها
شکل1- نانوسیلیس
2-4-طرح اختلاط
در این برنامه آزمایشگاهی به منظور بررسی اثر نانو سیلیس بر روی بتن خودتراکم 9 طرح اختلاط با نسبت آب به سیمان 45/0 ساخته شد. از نانو سیلیس با درصدهای 0 ، 1 و 2 درصد و از فوق‌روان‌کننده، به نسبت 2 درصد وزنی سیمان و همچنین از هوازای بتن به نسبت 2/0 درصد وزنی سیمان استفاده شد. ویژگیهای کامل اختلاط و درصد اختلاط نمونه ها با نسبت‌های وزنی مختلف با توجه به جدول 3 طبق استاندارد ACI-211 آورده شده است. طبق این جدول تعداد نمونههای ما 162 عدد بوده است.(81 نمونه مکعبی برای انجام آزمایش مقاومت فشاری و 81 نمونه مکعبی برای انجام آزمایشهای مربوط به عمق نفوذ آب در نفوذپذیری)
جدول 3-مقادیر وزنی مصالح استفاده شده در طرح اختلاط نمونه ها(kg/m3)
2-5-روش آزمایش و عمل آوری 2-5-1-آزمایشهای بتن تازه 2-5-1-1-آزمایش جریان اسلامپ: این آزمایش جهت ارزیابی خاصیت پرکنندگی بتن خودتراکم مورداستفاده قرار میگیرد [12]. 2-5-1-2-آزمایشحلقه J شکل: آزمایش حلقه J در دانشگاه paisley توسعه یافت. این روش جهت بررسی خاصیت عبوری بتن طراحی شده است [13]. 2-5-1-3-آزمایش قیف :Vاین آزمایش توسط Ozawa و همکارانش در ژاپن توسعه یافت که جهت بررسی خاصیت پرکنندگی بتن با ماکزیمم اندازه سنگدانه 20 میلیمتر طراحی گردیده است. دراین آزمایش زمان تخلیه بتن از داخل قیف مورد بررسی قرار میگیرد [14]. 2-5-1-4-آزمایش جعبه U شکل: این آزمایش توسط مرکز تحقیقات فناوری موسسه TAISEI در ژاپن ابداع گردید. جعبه U خاصیت عبوری بتن خودتراکم را مورد ارزیابی قرار میدهد [15].
2-5-1-5-آزمایش جعبه L شکل: این آزمایش جهت اندازه گیری خاصیت عبوری بهکار میرود.بدین منظور ارتفاع در ابتدا و انتهای قسمت پایینی جعبه اندازه گرفته شده و نسبت آنها مورد ارزیابی قرار میگیرد [16]. 2-5-2-آزمایشهای بتن سخت شده 2-5-2-1-آزمایش مقاومت فشاری در این تحقیق، آزمایش مقاومت فشاری نمونهها بر اساس استاندارد ASTM C39 انجام شد. نمونهها را بعد از عملآوری در محیط عادی و محیط سولفاته از آب خارج کردیم و به مدت یک روز در دمای محیط قرار دادیم. سپس نمونه ها را در دستگاه بتن شکن قرار داده ونیروی لازم جهت گسیخته شدن نمونه از روی دستگاه قرائت شده و ثبت گردید. آزمایش در سنین 28 ، 56 و 90 روز بر روی نمونههای مکعبی با ابعاد 15 سانتیمتر انجام شد. در شکل 2 نحوه‌ی شکست نمونه ها آورده شده است که این نوع شکست با توجه به نمودار تنش-کرنش نمونه ها قابل توجیه میباشد.
شکل 2-نحوه شکست نمونههای مکعبی تحت آزمایش مقاومت فشاری
2-5-2-2-آزمایش نفوذپذیری نفوذپذیری بتن معمولا از طریق محاسبه مقدار آب تحت فشار که برای جریان یافتن به درون یک نمونه بتنی داخل میشود، در یک فاصله زمانی مشخص تعیین میشود. با اندازهگیری عمق نفوذ آب پس از شکستن نمونهها میتوان به معیاری برای نفوذپذیری بتن دست یافت. در روش اخیر بر اساس DIN1048 نمونههای مکعبی 15*15*15 سانتیمتری بتن تحت فشار ثابت 5 اتمسفر قرار می‌گیرند. طبق استاندارد سطحی از نمونه که با فشار بر آن اثر میکند با برس سیمی کمی زبر میشود.
پس از گذشت 72 ساعت نمونهها به دو نیم تقسیم شده و مقدار نفوذ آب اندازهگیری میگردد] 17[.در تعیین مقدار نفوذ آب در نمونهها سعی شد تا عدد معرفی شده، میانگینی از مقادیر مختلف نفوذ آب در طول 15 سانتیمتری بعد نمونه باشد.در این آزمایش نمونهها ابتدا به مدت 28، 56 و 90 روز در محیط آب‌شرب و محیط آب‌شرب با 5 درصد و 10 درصد سولفات عملآوری شده، سپس مورد آزمایش نفوذپذیری قرار گرفتهاند. در شکل 3 دستگاه نفوذپذیری نمونههای مکعبی بتن خودتراکم و نحوه قرار دادن این نمونه ها آورده شده است.
شکل 3- دستگاه آزمایش نفوذپذیری نمونههای مکعبی
2-5-2-3-عملآوری بتن خودتراکم تازه بعد از ساخت نمونههای بتنی و ریختن آنها در قالبهای مکعبی و استوانهای به مدت 24 ساعت در این قالبها می مانند و بعد از 24 ساعت نمونهها را از قالبها بیرون آورده و تمامی نمونهها را در حوضچه آب معمولی 20 درجه سانتیگراد جهت عملآوری قرار میدهیم..پس از گذشت 7 روز و عملآوری در آب، ثلث اول نمونهها در محیط آب معمولی، ثلث دوم در آب با 5 درصد وزنی سولفاتمنیزیم و ثلث سوم در آب با 10 درصد وزنی سولفاتمنیزیم مورد عملآوری قرار گرفتند. برای ساخت محیط سولفاته، به اندازه 5 درصد و 10 درصد وزن آب، سولفاتمنیزیم به آب اضافه میکنیم.
لازم به ذکر است که بهدلیل تغییرات PH آب در زمان طولانی، دو هفته یکبار، آب تشت تخلیه میشد و محیط سولفات دوباره ساخته میشد. پس از زمان عملآوری بتنها را از آب و محیط سولفاته درآورده ابتدا وزن مینماییم سپس طبق آیین‌نامه به مدت یک روز در دمای 20 درجه قرار میدهیم تا برای آزمایش مقاومت فشاری و کششی رطوبتی نداشته باشد. نمونهها برای سنین 28، 56 و 90 روز مورد عملآوری قرار گرفتند تا برای آزمایشهای مختلف مورد استفاده قرار گیرند که در شکل 4 نحوه‌ی عملآوری نمونههای مکعبی و استوانه ای با درصدهای مختلف نانوسیلیس آورده است.
شکل4- نحوه عملآوری نمونههای مکعبی و استوانهای
3-نتایج و تحلیل آزمایشات 3-1-نتایج آزمایشات بتن تازه سه معیار اصلی برای ارزیابی رفتار رئولوژیکی بتن خودتراکم تازه شامل قابلیت پخششدگی، قابلیت عبور و دارا بودن مقاومت کافی در برابر جدایی سنگدانهها از ملات سیمان میباشند. لذا برای ارزیابی بتن خودتراکم آزمایشات بتن تازه بر روی نمونهها قبل از ریختن بتن در قالب انجام شد. آزمایشهای بتن تازه انجام گرفته در این پژوهش شامل جریان اسلامپ، حلقه J، جعیه L، قیف V و جعبه U میباشند که نتایج این آزمایشها در جدول 4 مشاهده میشود. با توجه به این جدول مشخص میشود که نتایج آزمایشات انجام شده در اکثر طرحها در محدوده مجاز قرار دارد.
جدول 4-خصوصیات رئولوژی طرحها
3-2-نتایج آزمایشات بتن سختشده 3-2-1-آزمایش مقاومت فشاری نتایج حاصل از آزمایش مقاومت فشاری روی نمونههای مکعبی در جدول 5 آورده شده است. طبق این جدول با اضافه کردن نانوسیلیس به نسبت 1 درصد وزنی سیمان مقاومت فشاری نمونهها تا 32 درصد در نمونههای 28 روزه، 30 درصد در نمونههای 56 روزه و 28 درصد در نمونههای 90 روزه افزایش مییابد و با اضافه کردن 2 درصد نانوسیلیس به بتن خودتراکم شاهد مقاومت فشاری در نمونههای 28 روزه تا 27 درصد افزایش پیدا کرد. این افزایش مقاومت در نمونههای حاوی 2 درصد نانوسیلیس در سنین 56 و 90 روزه به ترتیب 24 و 21 درصد بوده است. محیط سولفاته به عنوان یک عامل مخرب سبب کاهش روند کسب مقاومت میگردد که این کاهش مقاومت برای محیط 5 درصد سولفات تا 10 درصد در نمونههای شاهد بود. در نمونههای 1 و 2 درصد نانوسیلیس حداکثر 2 درصد کاهش مقاومت فشاری را شاهد بودیم و در محیط سولفاته 10 درصد این کاهش مقاومت در نمونهی شاهد تا 15 درصد بود ولی در حالت نمونههای 1 درصد نانو و 2 درصد نانو حداکثر 5 درصد مؤثر بوده است. با توجه به جدول 5 مشخص میشود که بیشترین درصد رشد مقاومت برای نمونههای دارای 1 درصد نانو سیلیس میباشد و در نمونههای 2 درصد نانوسیلیس با اینکه نسبت به نمونه شاهد روند افزایش مقاومت مشاهده میگردد، ولی به اندازه 1 درصد نانوسیلیس نمیباشد. نانوسیلیس در مقاومت 28 روزه بیشترین تأثیر را داشته و در سنین بالاتر این مقدار کاهش مییابد. این تأثیر در نانوسیلیس یک درصد بیشترین مقدار را دارا میباشد. در نانوسیلیس دو درصد به دلیل اینکه روانی و کارایی بتن نسبت به یک درصد نانوسیلیس پایین میآید مقاومت کمتری نسبت به حالت قبلی دارد ولی نسبت به نمونه شاهد مقاومت بیشتری حاصل میگردد و مشاهده میشود که فاصله مقاومت نمونههای 56 روزه و 90 روزه کمتر است. دلیل این امر تأثیرگذاری بیشتر نانوسیلیس در سنین پایینتر میباشد و این امر در دراز مدت و با کاهش اثر نانوسیلیس بر روی نمونهها کاهش مییابد.
جدول5- میانگین مقاومت فشاری سه نمونه مکعبی برای هر طرح اختلاط
3-2-2-آزمایش نفوذپذیری(عمق نفوذ آب تحت‌فشار)
با توجه به جدول 6 به طور کلی میتوان گفت که نفوذپذیری تمامی نمونهها در برابر آب از همان سنین اولیه بر اساس استاندارد DIN، در ردۀ «نفوذپذیری کم» قرار گرفتهاند. جدول 6 نتایج عمق نفوذ آب در نمونههای بتنی عملآوری شده در آب شرب، آب 5 درصد و 10 درصد سولفات در سنین 28، 56 و 90 روزه را نشان میدهد. همانطور که مشاهده میکنیم با افزایش درصد نانوسیلیس نفوذپذیری کاهش مییابد که این درصد کاهش تقریبا 23 درصد میباشد. با توجه به نمودار شکل 5 با افزایش سن نمونهها نیز نفوذپذیری کاهش مییابد که در نمودار شکل 5 به وضوح روشن است. این کاهش نفوذپذیری در حدود 30 درصد میباشد. عامل مخرب سولفاتمنیزیم عکس این قضیه عمل میکند و نفوذپذیری را افزایش میدهد ولی وجود نانوسیلیس، دوام بتن خودتراکم را افزایش داده و مانع افزایش نفوذپذیری میگردد. نانوسیلیس بر نمونههای عملآوری شده در محیط سولفات در حدود 5 درصد در کاهش نفوذپذیری مؤثر است. در نمونههای 28 روزه وجود نانوسیلیس به مقدار یک درصد وزنی باعث کاهش نفوذپذیری در حدود 10 درصد نسبت به نمونه شاهد گردید. این کاهش نفوذپذیری در نمونههای 2 درصد، در حدود 13 درصد نسبت به نمونه شاهد بوده است. این روند کاهش نفوذپذیری بر اثر افزودن نانوسیلیس در سنین بالا به میزان بیشتری بوده، به طوریکه در نمونههای 56 روزه و با نانوسیلیس 1 و 2 درصد این کاهش به ترتیب 15 و 18 درصد بوده و در نمونههای 90 روزه افزودن نانوسیلیس به میزان 1 و 2 درصد به ترتیب باعث کاهش 20 و 25 درصدی نفوذپذیری نسبت به نمونه شاهد گردیده است. البته افزایش سن نمونهها یکی دیگر از علل کاهش نفوذپذیری میباشد ولی این کاهش در سنین بالا به میزان بسیار کمی میباشد. در توجیه دلیل این موضوع میتوان گفت که نفوذپذیری به صورت حرکت مایع یا گاز در بتن تحت فشار تعریف میشود و یک خصوصیت ذاتی است که به قرارگیری و نظم هندسی و ویژگی ذرات تشکیل‌دهنده بتن بستگی دارد و به وسیلة تراکم و تخلخل خمیر و هیدراته شدن سیمان و ناحیة انتقال بتن کنترل میشود. در خمیر هیدراته شده، حفرات مویینه و حفرات ژلی پخش شده‌اند. حفرات ژلی بسیار کوچک هستند و در عین حال یک شبکه آزاد را تشکیل می‌دهند که نفوذپذیری آن بسیار کم است و برعکس حفره‌های مویینه با فضاهای بزرگتری بین ذرات سیمان وجود دارند. نفوذپذیری بهتر (پایینتر) مخلوطهای بتن خودتراکم را میتوان نسبت داد به کمتربودن آب به مواد پودری(w/b) این بتنها و نیز تراکم بهتر به دلیل خودمتراکم شوندگی و عدم نیاز به ویبره و درجه هیدراتاسیون بالاتر، به دلیل پخش ذرات سیمان در حضور فوق روان‌کننده‌ها که منجر به تخلخل کمتر هم در خمیر سیمان و هم در ناحیه انتقال میشود. در مقایسه با نتایجی که خاویر پوینتس و همکاران ] 9[ در بررسی نفوذپذیری بتن خودتراکم حاوی میکروسیلیس و نانوسیلیس بدست آوردند به نظر می‌رسد که مشابه نتایجی که در این تحقیق آزمایشگاهی بدست آمد با افزودن نانوسیلیس از تخلخل بتن کاهش یافته و نفوذپذیری نیز کاهش مییابد و تفاوت در عملآوری نمونه ها در محیط های مختلف است که در مقاله‌های قبلی بیشتر در محیط عادی بررسی شده بود ولی در این تحقیق آزمایشگاهی عملآوری نمونهها در درصدهای مختلف سولفاتمنیزیم مورد بررسی قرار گرفتند که در کل میتوان اینگونه نتیجه‌گیری کرد که روند کاهش نفوذپذیری در تحقیقات قبلی و این تحقیق با افزودن نانوسیلیس تقریبا مشابه بودند و تنها تفاوت در تاثیر سوء محیط مخرب سولفاتی در روند افزایش مقاومت فشاری و کاهش نفوذپذیری بر روی نمونههای بتنی بوده است.
جدول6-نتایج آزمایش نفوذ آب نمونههای مکعبی (mm)
شکل5-نتایج آزمایش نفوذپذیری نمونههای بتنی در سنین مختلف
4-نتیجه گیری
1-افزودن نانو سیلیس باعث افزایش مقاومت فشاری نسبت به نمونهی شاهد میگردد که بیشترین افزایش مقاومت فشاری تا 32درصد مربوط به بتن خودتراکم با 1 درصد نانوسیلیس در سن 28 روزه و کمترین تأثیر در مقاومت فشاری با دو درصد نانوسیلیس در سن 90 روزه میباشد. علت این امر این است که تاثیر نانوسیلیس در سنین اولیه به مراتب بیشتر از نمونههای عملآوری شده در دراز مدت میباشد. 2-با توجه به نتایج بدست آمده ملاحظه میگردد که در محیط سولفاتی، روند کاهش مقاومت بتن شاهد بیشتر از سایر بتنهایی میباشد که در آنها از نانوسیلیس استفاده شده است که این تاثیر در مقاومت فشاری تا 18 درصد در نمونههای حاوی نانوسیلیس بوده است. 3-روند افزایش سن نمونهها عامل دیگری در کسب مقاومت فشاری میباشد. به‌طوریکه در بهینه‌ترین حالت در نمونههای 56 روزه و 90 روزه به ترتیب 15 و 10 درصد افزایش مقاومت فشاری نسبت به نمونههای 28 روزه را شاهد بودیم. 4-در آزمایش مقاومت فشاری که بیشترین درصد رشد مقاومت برای نمونههای دارای 1 درصد نانو سیلیس میباشد و در نمونههای 2 درصد نانوسیلیس با اینکه نسبت به نمونه شاهد روند افزایش مقاومت مشاهده میگردد ولی به اندازه 1 درصد نانو سیلیس نمیباشد. 5-نتایج آزمایشهای نفوذپذیری در محیط سولفاتی مزیت استفاده از نانوسیلیس را در بتن به خوبی آشکار میکند. با توجه به نتایج بهدست آمده ملاحظه میگردد که در محیط سولفاتی، روند نفوذپذیری نمونه شاهد بیشتر از سایر بتنهایی می باشد که در آنها از نانوسیلیس استفاده شده است که این تاثیر در آزمایش نفوذپذیری تا 25 درصد در نمونههای حاوی نانو سیلیس مؤثر بوده است. با افزایش درصد نانوسیلیس از یک درصد به دو درصد نفوذپذیری نمونهها کاهش یافته و همچنین اثرات مخرب سولفات به حداقل رسیده است. بنابراین می توان نتیجه گرفت که افزودن نانوسیلیس تا حد زیادی خواص مکانیکی بتن خودتراکم را بهبود ببخشد و همچنین پارامترهای دوام از جمله مقاومت فشاری و نفوذپذیری این نوع بتن را دربرابر عوامل خورنده‌ی سولفاتی بهبود بخشد. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| مراجع | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
[1] Sonebi, M. "Medium strength self-compacting concrete containing fly ash: Modelling using factorial experimental plans", Cement and concrete research, Vol.34, 2004, p1199.
[2] Skarendahl, A. Petersson, O., "State of the Art Report of RILEM Technical Committee174-SCC, Self-Compacting Concrete", Vol.13, Report No.23, 2001, p141.
[3] Okamura, H. Ouchi, M.,"Self- Compacting Concrete",Journal of Advanced Concrete Technology. Vol. 1, No.1, April 2003, pp. 5-15.
[4] Bartos,P.J.M., Grauers, M., "Self-Compacting Concrete", Concrete, Vol.33, No.4, 1999, pp. 9-14.
[5] Corr, D., Shah, S.P., “Concrete Materials Science at the Nanoscale”, Proceeding of the International Conference (Application of Nanotechnology in Concrete Design), University of Dundee, Scotland, U.K., Ed. Dhir, R.K., Newlands, M.D. and Csetenyi, L.J., London: Tomas Telford, Vol.14, 2005, pp. 129-136.
[6]رمضانیانپور، ع.، طاحونی، ش. ، 1382. تالیف وادل، دوبروولسکی، دستنامه اجرای بتن، چاپ دوم، انتشارات علم و ادب، تهران. [7] Z. Quercia, P. Spiesz, G. Hüsken, H.J.H. Brouwers, O., “SCC modification by use of amorphous nano-silica”, Cement and Concrete Composites, Volume 45, 2014, pp. 69-81.
[8] Hongjian Du, Suhuan Du, Xuemei Liu, “Durability performances of concrete with nano-silica”, Construction and Building Materials, Volume 73, 30, 2014, pp. 705-712.
[9] Puentes, J., Barluenga, G., ”Effect of silica-based nano and micro additions on SCC at early age and on hardened porosity and permeability”,
Construction and Building Materials, Volume 81, 15, April 2015, pp. 154-161.
[10] Güneyisi, E., Gesoglu, M., Al-Goody, A., İpek, S., “Fresh and rheological behavior of nano-silica and fly ash blended self-compacting concrete”, Construction and Building Materials, Volume 95, 1, April 2015, pp. 29-44.
[11] تقی خانی, محمدرضا؛ ناهید مهدیلوی و مریم شاکرسرای، ۱۳۹۲، اثر نانوسیلیس روی خواص مکانیکی و دوان بتن خودتراکم، پنجمین کنفرانس ملی بتن ایران، تهران، انجمن بتن ایران [12]EFNARC, "The European guidelines for self-compacting concrete, The European federation of specialist construction chemicals and concrete systems", 2002, . [13] مقصودی، ع.، سهیل، م.، درب هنزی، ع.، 1385. نقش نانوذرات در بتن خودتحکیم. مجموعه مقالات داخلی ارائه شده در اولین کارگاه تخصصی بتن خود متراکم، دانشگاه تهران [14] Haykawa, M., “Development and Application of super workable concrete”, Proceeding of international RILEM workshop on special concretes – workability and mixing, 1993. pp. 183-190.
[15] Feys, D., verhoeven, R., De Schutter, G., "Fundamental study of the rheology of self-compacting concrete". Composed with Belgian materials. 2008,
[16] EFNARC, The European Guidelines for self - compacting concrete. Specification, Production and use. 2005, http://www.efnarc. Org.
[17] DIN 1048, Section 1, “Deutscher Normenauss chuss”, Berlin.1972, p 256. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 5,619 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 3,805 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||