بررسي آزمايشگاهي خصوصيات مكانيكي بتن قليا فعال سربارهاي مسلح نساجي با مش شيشه و دوام آن تحت چرخههاي يخ و ذوب

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي عمران

كارشناسي ارشد

بتن مسلح پارچه اي(TRC) يك مصالح كامپوزيتي بر پايه سيمان و ريزدانه همراه با عملكرد بالا مي¬باشد كه مي¬تواند با انواع مختلفي از مش¬ها (شبكه) در جهت تار و پود تقويت مي¬شود و به طراحان اجازه مي¬دهد تا سازه¬هاي نازك و سبك را كه داراي مقاومت كششي بالا هستند، به دست آورند. به علت همين ساختار نازك‌تر، مواد كمتري در ساخت قطعه استفاده مي‌شود، بنابراين مي¬توان يكي از جنبه-هاي اقتصادي بودن آن را همين¬¬عامل دانست. امروزه انواع گسترده اي از شبكه، از جمله كربن، شيشه، بازالت، آراميد، كنف، پلي¬وينيل-الكل، پلي¬پروپيلن و پلي¬اتيلن براي تقويت كننده ماتريس¬هاي مبتني بر سيمان مورد ارزيابي قرار گرفته¬اند. TRC ساخته شده با مش شيشه را اصطلاحا بتن پارچه¬اي شيشه¬اي، (GTRC) مي¬نامند. مش شيشه به علت مقاومت كششي بالاي آن، مقرون به صرفه بودن و همچنين در دسترس بودن يكي از پر¬¬¬كاربردترين مش¬هاي به¬كار برده شده در TRC مي¬باشد. به علت حساس بودن مش شيشه به محيط قليايي سيمان از مش شيشه مقاوم در برابر قليا(ARGF) استفاده مي¬شود. در بتن مسلح يك لايه منفعل بر روي فولاد ايجاد مي‌شود كه از آن در برابر خوردگي محافظت مي‌كند. مواد نفوذي از خارج به بتن قليائيت را كاهش مي‌دهند، در نتيجه تقويت كننده فولاد محافظت خود را از دست مي‌دهد كه منجر به خوردگي با گذشت زمان مي¬شود. از اين رو، براي حل معضلات فوق و رسيدن به چشم¬انداز توسعه پايدار، استفاده از بتن مسلح پارچه¬اي و چسباننده¬هاي جايگزين سيمان راهكاري منطقي به نظر مي¬رسد. چسباننده¬ي مورد استفاده درساخت بتن معمولي سيمان پرتلند مي¬باشد. فرآيند توليد سيمان پرتلند به دليل توليد مقدار قابل توجه گاز كربن¬دي اكسيد باعث آسيب¬هاي جدي زيست محيطي مي¬شود. يكي از بهترين اقدامات به منظوركاهش اين آسيب¬ها استفاده از چسباننده جايگزين مانند بتن قليا¬فعال سرباره¬اي تك جزئي به جاي بتن ساخته شده با سيمان پرتلند مي¬باشد كه اين بتن در پروژه¬هاي عمراني مختلف كار¬برد دارد. هدف از انجام اين پژوهش بررسي خصوصيات مكانيكي و دوامي تحت چرخه يخ و ذوب بتن مسلح نساجي با مش شيشه است. در پژوهش حاضر تلاش شد با استفاده از مش شيشه، سرباره، فعال¬كننده قليايي، الياف PP، متاسيليكات سديم 5 آبه و ماسه سيليسي، بتن مسلح پارچه¬اي ساخته و مورد مطالعه قرار گيرد. در همه طرح¬ها از يك طرح مخلوط ثابت استفاده شده است و پارامترهاي متغير در طرح¬هاي مخلوط مقادير مختلف الياف پلي¬پروپيلن مصرفي و تعداد لايه¬هاي مش بوده است. به منظور بررسي خصوصيات مكانيكي، آزمايش مقاومت فشاري در سنين 7، 28 روز با نمونه¬هاي مكعبي 100 ميلي¬متر، آزمايش مقاومت كششي ملات و آزمايش خمشي چهار-نقطه¬اي با نمونه¬هايي با ابعاد 30×60× 400 ميلي¬متر در سن 28 روز انجام شد. براي ارزيابي دوام نمونه¬ها آزمايش¬هاي جذب آب نهايي، نفوذ¬ناپذيري آب، كربناسيون و چرخه يخ و ذوب تحت 100، 200 و 300 سيكل بررسي گرديد. همچنين براي بررسي اثر ناحيه¬ي انتقالي مش و الياف بر بتن بر مقياس ميكروسكوپي، تعدادي تصويرSEM نيز تهيه و بررسي شد. نتايج آزمايش¬ها نشان داد كه افزايش تعداد لايه¬هاي مش به نمونه¬هاي مرجع (نمونه¬هايي كه فاقد الياف و مش هستند) باعث افزايش مقاومت خمشي نمونه¬هايGTRC ساخته شده با چسباننده قليا فعال سرباره¬اي مي¬شود. همچنين افزايش تعداد لايه¬هاي مش به يك لايه و دو لايه به ترتيب باعث كاهش و افزايش پارامتر-هاي تغييرمكان و انرژي جذب شده تا لحظه ترك¬خوردگي، تغييرمكان و انرژي جذب شده متناطر با حداكثر نيرو مي¬شود. از طرف ديگر افزايش درصد حجمي الياف به نمونه¬هاي مرجع نيز باعث افزايش مقاومت فشاري نمونه¬هاي 28 روزه، مدول گسيختگي (تنش در لحظه ترك¬خوردگي)، انرژي جذب شده در لحظه ترك¬خوردگي و حداكثر نيروي قابل تحمل نمونه¬هايGTRC ساخته شده با چسباننده قليا فعال سرباره¬اي مي¬شود. درحالي كه اين افزايش درصد حجمي الياف سبب كاهش جذب آب نهايي نمونه¬ها مي¬گرديد. لازم به ذكر است كه افزايش تعداد لايه¬هاي مش در نمونه¬هاي فاقد الياف، 2/0 درصد حجمي الياف و 5/0 درصد حجمي الياف نيز سبب افزايش مقاومت خمشي نمونه¬هاي GTRC ساخته شده با چسباننده قليا فعال سرباره¬اي تحت 300 چرخه يخ و ذوب مي¬شود.

223062

سازه

مهندسي عمران

دانشگاه صنعتي اصفهان