تاثیر سیلیس بر بتن های فوق العاده پرمقاومت
در اواسط دهه 60 میلادی ، بتنهایی با مقاومت Mpa80-40 ، بتن با مقاومت بالاHPC (High Performance Concrete) نامیده میشدند.در دهه 70 و80 میلادی برای اولین بار ، بتنهای فوق العاده مقاوم UHPC با مقاومت 120 و حتیMpa 200 طراحی شدند. این افزایش مقاومت نسبت به بتن HPC میتواند به اندازه ذرات و انتخاب مواد مخصوص تشکیل دهنده بتن بستگی داشته باشد. در تحقیقی که به همین منظور در دانشگاه اسلامی باریکه غزه صورت گرفت ترکیب ذیل ( طرح اختلاط ) جهت تولید بتن UHPC لحاظ گردید :
|
نسبت مصرف ( Kg m3 ) |
ماده تشکیل دهنده |
|
600 |
سیمان پرتلند با مقاومت بالا |
|
180 |
آب |
|
93 |
میکروسیلیس |
|
300 |
پودر سیلیس(0-0.15mm ) |
|
315 |
سیلیس دانه بندی (0.15-0.4mm ) |
|
460 |
پودر بازالت(0.6-1.18mm) |
|
530 |
بازالت دانه بندی (2.36-6.3 mm) |
|
18 |
سوپر روان کننده |
اختلاط طرح به شرح زیر اعمال گردید :
– مقدار 40 درصد از روان کننده به آب طرح افزوده شد.تمامی مواد خشک شامل سیمان ، میکروسیلیس و غیره داخل میکسر ریخته شده و به مدت 2 دقیقه میکس شدند ، سپس آب ( به همراه 40 درصد از روان کننده ) به مواد خشک افزوده و به آرامی به مدت 2 دقیقه میکس گردید. بعد از 1 دقیقه ، باقی مانده روان کننده به مخلوط مواد افزوده و به مدت 30 ثانیه میکس شد. عمل اختلاط بدین ترتیب انجام و ادامه یافت تاپودر خشک به بتن تازه تغییر شکل یابد.تقسیم نمونه ها جهت آزمونهای مختلف طی 20 دقیقه پس از اختلتط تکمیل و نمونه ها جهت جلوگیری از تبخیر با پرده های پلاستیکی به خوبی پوشانیده شدند.
– آزمون نمونه ها : آزمونهای مکانیکی شامل سنجش مقاومت فشاری ، مقاومت کششی تا دونیم شدن ، و مقاومت خمشی ، در طی سنین 2-7-14 و28 روزه در نظر گرفته شد.به همین منظور نمونه ها به شرح زیر ساخته شدند :
– برای آزمونهای سنجش مقاومت فشاری ؛ مکعبی با ابعاد : 100در 100 در 100 م م- مطابق با ASTMC109
– برای آزمونهای سنجش مقاومت کششی ؛ استوانه ای با ابعاد : 300 در 150م م – مطابق با ASTMC496
– برای آزمونهای مدول الاستیسیته ؛ منشور با ابعاد : 100 در100 در 500 م م – مطابق با ASTMC293
نتایج وتفسیر
آزمون سنجش مقاومت فشاری نشان داد که متوسط مقاومت فشاری در سنین 3 ، 7 و 14 روزه در حدود به ترتیب : 55 ،75 و 87 درصد نسبت به مقاومت فشاری در سن 28 روز محاسبه شده اند. مقاومت فشاری بتن UHPC در سن 28 روزه به 128Mpa رسید.نکته جالب ایجاد رابطه ای مابین مقاومت بتن در سن 28 روز و سنین پایینتر با توجه به نوع سیمان مصرفی است.
نتایج آزمون سنجش مقاومت فشاری در سنین مختلف بتن UHPC
|
نسبت نوسان % |
انحراف استاندارد (Mpa ) |
متوسط مقاومت فشاری (Mpa ) |
تعداد نمونه ها |
سن ( روز) |
|
6.3 |
4.47 |
71 |
4 |
3 |
|
4.4 |
4.10 |
96 |
4 |
7 |
|
4.3 |
4.80 |
112 |
4 |
14 |
|
2.8 |
3.55 |
128 |
6 |
28 |
نتایج آزمون سنجش مقاومت کششی
|
نسبت نوسان % |
انحراف استاندارد Mpa |
متوسط مقاومت MPa |
تعداد نمونه ها |
سن ( روز) |
|
6.5 |
0.32 |
4.9 |
3 |
3 |
|
1.5 |
0.10 |
6.3 |
3 |
7 |
|
4.3 |
0.31 |
7.1 |
3 |
14 |
|
3.2 |
0.26 |
8.1 |
3 |
28 |
با توجه به نتایج ، بتن UHPC واجد متوسط مقاومت کششی 8.1Mpa در سن 28 روز است . متوسط مقاومت کششی در طی 14 روز به سرعت افزایش میابد و سپس از سرعت افزایش مقاومت تا رسیدن به سن 28 روز کاسته میشود. مقاومت کششی در روزهای 3 ،7 ،و 14 روز به ترتیب حدود 60 ، 78 و 80 درصد مقاومت در سن 28 روز است. نقش موثر میکروسیلیس در این روند افزایش مقاومتی ، کاملا قابل توجه میباشد و تقریبا مانند مقاومت فشاری ، ایجاد رابطه ای مابین سن وزمان گیرش ، در سنین بالاتر نیبت به سنین پایینتر کاملا محتمل وممکن خواهد بود .
بررسی در خصوص رابطه حوزه دانستیته وتراکم پذیری بتن با نوع افزایش مقاومت آن نیز میتواند کمک خوبی برای ترسیم ارتباط موثر در مواد تشکیل دهنده با مقاومتها و قابلیتهای بتن باشد.بر همین مبنا هرگز نمیتوان از نقش موثر سیلیس و جایگزینی آن ( به همراه بازالت در این تحقیق ) به جای شن وماسه در بهبود کیفی بتن ، چشم پوشی کرد . نظر به اینکه میتوان از سیلیس با کیفیت در جه 2 و خلوص حدود 94 درصد در این جایگزینی بهره جست ، پس قیمت تمام شده آن هزینه چندانی را متوجه عملیات آماده سازی بتن نمیکند و در عوض قابلیت مقاومتی بتن را تا حد چشمگیری افزایش میدهد . با توجه به جمیع نکات ، استفاده از سیلیس به عنوان ماده ای معدنی ، ارزان و کاملا فراوان و قابل دسترس میتواند پارامتر بسیار مهمی در ساخت بتن با مقاومت بالاتر محسوب شود .
