بررسي خواص مكانيكي و دوام بتن پليمري پلي استري سبك وزن در محيط‌هاي مخرب

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي عمران

كارشناسي ارشد

در دهه‌هاي اخير، استفاده از بتن پليمري به دليل مزاياي منحصر به فرد مانند مقاومت مكانيكي بالا، نفوذپذيري پايين و دوام زياد در محيط‌هاي مخرب، توجه بسياري از محققين را به خود معطوف كرده است. از طرفي كاهش وزن بتن پليمري با استفاده از سنگ دانه‌هاي سبك، مي‌تواند مزاياي كاربرد اين نوع بتن را در موارد عملي به منظور سهولت بيش‌تر در ترميم بتن‌هاي آسيب ديده يا استفاده در شرايط خاص دو چندان نمايد. از آن جا كه افزايش مقاومت بتن، معمولا كاهش شكل پذيري را به دنبال دارد، لذا استفاده از الياف در ماتريس بتن، مي‌تواند تا حد زيادي مشكل كاهش شكل‌پذيري را جبران نمايد. بنابراين در اين پژوهش، به بررسي دوام و خواص مكانيكي بتن پليمري پلي ‌استري بهينه شده‌ي سبك‌وزن (با و بدون الياف) و مقايسه‌ي آن با دوام و خواص مكانيكي بتن سبك پرداخته شده است. براي بررسي خواص مكانيكي بتن پليمري از آزمايشات مقاومت فشاري، مقاومت كششي، مقاومت خمشي، مقاومت در برابر ضربه و مقاومت در برابر سايش استفاده گرديد. آزمايشات دوام نيز شامل آزمايشات نفوذناپذيري آب، مقاومت الكتريكي، نفوذ سريع يون كلر، كربناسيون و قرارگيري نمونه‌ها در محيط‌هاي سولفوريك اسيد و سولفات منيزيم به مدت شش ماه مي‌باشد. هم‌چنين، از روش ميكروسكوپي الكتروني (SEM) به منظور بررسي تغييرات ميكروساختار نمونه‌ها، پس از شش ماه قرارگيري در محيط‌هاي مخرب استفاده شد. نتايج آزمايشات مقاومت مكانيكي نشان داد كه هم راستا با بهبود چشم‌گير مقاومت‌هاي مكانيكي بتن پليمري نسبت به بتن سبك، افزودن الياف مي‌تواند خواص مكانيكي بتن پليمري را ارتقا دهد. در اين تحقيق، استفاده از 25/0 درصد حجمي الياف تركيبي (پلي پروپيلن و كورتا) در طرح اختلاط بتن پليمري، سبب افزايش مقاومت فشاري، كششي، مقاومت خمشي و مقاومت در برابر سايش به ترتيب به ميزان 1/9، 8/8، 2/6 و 3/6 درصد نسبت به بتن پليمري فاقد الياف شد. هم‌چنين وجود الياف در ساختار بتن پليمري، همانند بتن معمولي، باعث بهبود مقاومت بتن در برابر ضربه و شكل‌پذيري بهتر آن گرديد. نتايج آزمايشات دوام نشان مي‌دهد بتن پليمري سبك‌وزن دوام بسيار خوبي در محيط‌هاي اسيدي دارد، اما بتن سبك به شدت آسيب ديده و در 15روز نخست، 13 درصد مقاومت فشاري خود را از دست مي‌دهد. افزودن الياف نيز باعث كاهش تاثير مخرب محيط اسيدي بر بتن پليمري گرديد. علاوه بر اين، نتايج اين تحقيق نشان داد كه تاثير محيط سولفاتي در تغيير جرم، حجم و مقاومت فشاري نمونه‌هاي بتن سبك و پليمري (با و بدون الياف) ناچيز بوده ولي با اين حال، اثرپذيري بتن‌هاي پليمري از محيط سولفاتي به مراتب كم‌تر از بتن سبك معمولي است. با توجه به تصاوير SEM مشاهده شد كه سولفوريك اسيد باعث افزايش تخلخل، تخريب ريزساختار و ايجاد ريز ترك در بتن سبك مي‌شود درحالي كه تقريبا هيچ تاثير مخربي بر بتن پليمري ندارد. سولفات منيزيم نيز، تقريبا هيچ تاثير مخربي بر بتن سبك و بتن پليمري ايجاد نمي‌كند.

219001

سازه

مهندسي عمران

دانشگاه صنعتي اصفهان