امکان سنجی اندازه گیری زمان گیرش بتن بوسیله مقاومت الکتریکی بتن

گیرش بتن به عنوان مرز شناسایی بتن تازه و سخت شده قلمداد می گردد و اطلاع از زمان های گیرش بتن در برنامه ریزی عملیات اجرایی بسیار مهم است. وابستگی زمان گیرش با روند هیدراسیون سیمان، ایجاب می نماید که در تعیین زمان گیرش مبانی پایه ای هیدراسیون بنحوی دخالت داده شود. در حال حاضر زمان های گیرش اولیه و نهایی بتن از روش مقاومت در برابر نفوذ (astm c403) تعیین می گردند. این روش علاوه بر مشکلات اجرایی فاقد مبانی تئوریک و ریز ساختاری می باشد و برای بتن های خاص از جمله بتن با اسلامپ صفر غیر قابل استفاده است. در این روش شاخص های گیرشی به صورت قراردادی بوده و ارتباط خاصی بین فعل و انفعالات ناشی از هیدراسیون سیمان با زمان های تعیین شده تعریف نشده است. بنابراین بدیهی است که ارائه یک روش ساده، دقیق و فراگیر برای تعیین زمان گیرش بتن امری ضروری می باشد که در بهبود کیفیت اجرای سازه-های بتنی نقش موثری ایفا خواهد نمود. از آنجایی که اندازه گیری مقاومت الکتریکی بتن تازه در طول زمان، فرآیندهای هیدراسیونی و اتفاقات فیزیکی و شیمیایی درون بتن را با حساسیت بالایی پایش می کند و حاکی از واقعیت های درون بتن می باشد لذا در پژوهش حاضر در نظر است روند تغییرات مقاومت الکتریکی بتن تازه در طول زمان مورد ارزیابی قرار گیرد و تعاریف جدید و منطقی از روند گیرش بتن منطبق بر فعل و انفعالات هیدراسیونی ارائه گردد. بدین منظور 14 طرح مخلوط بتن، با سه نسبت آب به سیمان 35/0، 45/0 و 55/0 طراحی گردید. در نسبت آب به سیمان 45/0 ، میکروسیلیس به مقدار 7%، خاکستر بادی با مقادیر 15%و 25%، سرباره با مقادیر 25%و 35% به عنوان مواد مکمل سیمانی، جایگزین وزنی سیمان شدند. ضمناً در یک طرح اثر زودگیر کننده ها بررسی شد و در نسبت آب به سیمان 35/0 دو طرح یکی شاهد و دیگری بتن با ترکیب مواد مکمل سیمانی، میکروسیلیس به میزان 7% و خاکستربادی به میزان 15% ساخته شد.علاوه بر این یک طرح بتن با اسلامپ صفر و یک طرح بتن خود تراکم ساخته شد تا طیف وسیعی از بتن ها مورد ارزیابی قرار گیرند. در این پژوهش سیستمی طراحی گردید که قادر است مقاومت الکتریکی بتن تازه (الک شده و الک نشده) را با دقت 1/0 اهم به فاصله زمانی 1 دقیقه و به طور اتوماتیک ثبت نماید. ضمناً آزمایش تعیین زمان گیرش بتن به روش استاندارد نیز برای همه مخلوط های بتنی صورت گرفت. همچنین خواص بتن سخت شده از جمله مقاومت فشاری، مقاومت الکتریکی و جذب آب حجمی بتن نیز مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج بدست آمده از آزمایش مقاومت الکتریکی بتن تازه در طول زمان، نشان می دهد که منحنی های مقاومت الکتریکی در همه مخلوط ها از یک روند مشابه و خاصی تبعیت می کند که در این روند نقاط بحرانی وجود دارد که بیانگر خصوصیات مهمی از جمله گیرش بتن می باشد. در این منحنی مراحل فرآیند هیدراسیون بتن بوسیله ارزیابی روند توسعه مقاومت الکتریکی بتن تازه به 5 مرحله تقسیم بندی گردید که شامل مراحل انحلال، تعادل رقابتی یا پیش گیرش، گیرش، کما و سخت شدن می باشد. ضمناً نقاط بحرانی شناسایی شده عبارتند از: نقطه گیرش صفر، نقطه گیرش اولیه، نقطه گیرش نهایی و نقطه انتهای گیرش نهایی یا نقطه انتقالی به مرحله سخت شدگی . در نتیجه بررسی نهایی منحنی های مقاومت الکتریکی، پیشنهاد می گردد که گیرش اولیه واقعی بتن منطبق بر نقطه ps و گیرش نهایی واقعی بتن منطبق بر نقطه pc می باشد که این تعاریف جدید دارای مفاهیم پایه ای مشخصی از روند هیدراسیون می باشد.همچنین نتایج آزمایش های بتن سخت شده نشان می دهد که جایگزینی مقادیر مختلف میکروسیلیس، خاکستر بادی و سرباره به کاربرده در پژوهش، موجب بهبود مقاومت فشاری و آهنگ کسب مقاومت به ویژه در سنین بلندمدت، کاهش میزان جذب آب حجمی و افزایش محسوس مقاومت ویژه الکتریکی در مخلوط های بتن شده است.