بررسی اثر مواد قلیایی و نانوسیلیس بر خواص مکانیکی بتن حاوی خرده لاستیک

امروزه حجم انبوهی از لاستیک های فرسوده انبار و یا به صورت خرده لاستیک دفن شده و موجب آلودگی زیست محیطی می شود. درحالی که استفاده از آنها در بتن به عنوان یک گزینه خوب به منظور دفع این ضایعات مطرح است. بطوری که طاقت بالا یکی از محاسن آن است. از بزرگترین معایب این نوع بتن افت قابل ملاحضه مقاومت فشاری و دوام آن است. محققان یکی از دلایل این افت را عدم چسبندگی سطح لاستیک و ژل سیمان اطراف آن در مخلوط بتن عنوان کرده و برای رفع آن پیش عمل آوری لاستیک با مواد اسیدی و قلیایی را پیشنهاد داده اند. در این تحقیق از سود سوزآور برای این منظور استفاده شده است. زمان پیش عمل آوری خرده لاستیک ( 5 ، 20 و40 دقیقه)، غلظت محلول ( 1 ، 2 و 3 مولار) و استفاده از یک درصد نانوسیلیس جهت مطالعه در این تحقیق انتخاب شدند. علاوه بر آنها 20 درصد از حجم سنگدانه ها با خرده لاستک ( 36/2 تا 5/9 میلیمتر ) جایگزین شده و در مجموع 20 طرح اختلاط و 380 آزمونه ساخته شد. نمونه ها در آب شرب برای مدت 7 و 28 روز عمل آوری شدند و برای اندازه گیری دوام بتن نمونه ها برای مدت 90 روز در دو محیط آب شرب و آب دریا (تهیه شده از ساحل عسلویه ) عمل آوری شدند. آزمایشهای مقاومت فشاری، مقاومت کششی، مدول الاستیسیته، چکش اشمیت، چگالی و بررسی اثر ترکنندگی بر روی نمونه ها انجام شد. نتایج حاکی از افزایش 10 درصدی مقاومت فشاری برای زمان 5 دقیقه است، همچنین استفاده همزمان یک درصد نانوسیلیس و سود سوزآور 1 مولار منجر به افزایش 25 درصدی مقاومت فشاری بتن حاوی خرده لاستیک شد و دوام آن را نیز به مقدار قابل توجهی افزایش داد. ؛ اما برخلاف انتظار با افزایش زمان پیش عمل آوری و غلظت محلول مقاومت فشاری، مقاومت کششی و مدول الاستیسیته بتن افت نمود این افت برای متغیر غلظت محلول محسوس تر بود. با توجه به نتایج آزمایش چگالی دیده می شود که با افزایش غلظت و زمان پیش عمل آوری چگالی بتن افت خواهد کرد. پیش عمل آوری خرده لاستیک با محلول سود سوزآور باعث زبر و باردارشدن سطح خرده لاستیک می شود، با جایگزینی سدیم با روی در سطح خرده لاستیک و همچنین تولید هیدروکسید که به افزایش ژل سیلیکات کلسیم هیدراته میانجامد، چسبندگی سطح خرده لاستیک با ژل سیمان اطراف آن را افزایش داده و منجر به متراکم شدن بتن در اطراف خرده لاستیک می-شود. اما با افزایش غلظت و مدت زمان عمل آوری خرده لاستیک با کاهش خواص مکانیکی بتن همراه هستیم. دلیل این افت را باید در تخلخل بتن جستجو کرد. افزایش غلظت و مدت زمان پیش عمل آوری هر چند باعث متراکم شدن بتن در اطراف خرده لاستیک خواهد شد و حفرات بزرگ در بتن را از بین می برد اما باعث کف کردن بتن و ایجاد حباب های ریز هوا در سراسر نقاط آن خواهد شد که به کاهش چگالی منجر خواهد شد، روند کاهش چگالی در نمونه ها با کاهش خواص مکانیکی در آنها همراه است. در نمونه ی با غلظت یک مول بر لیتر در مدت زمان پیش عمل آوری 5 دقیقه بهترین خواص مکانیکی حاصل شد . پیش بینی می شود استفاده از نتایج این تحقیق منجر به تولید بتنی با کاربرد سازه ای خواهد شد.