بررسی تأثیر نانورس بر عملکرد خمشی تیرهای بتن مسلح تحت بارهای بهره برداری و تهاجم کلراید

بتن یکی از مهمترین مصالحی است که دستیابی به تکنولوژی آن، جهش بزرگی در فعالیت¬های عمرانی محسوب می¬شود. از عواملی که استفاده از بتن مسلح را در محیط¬های خورنده با چالش مواجه کرده، خوردگی آرماتور در بتن توسط یون¬کلراید می¬باشد. هر چقدر بتن تخلخل بیشتری داشته باشد نفوذپذیری آن افزایش می یابد و در نتیجه اگر این بتن در معرض یون¬های کلراید قرار گیرد، خوردگی میلگردها سریع¬تر رخ می¬دهد. در سازه¬های واقعی به علت بارهای بهره¬برداری عضو بتن¬آرمه ترک می-خورد. وجود این ترک¬ها باعث می¬شود یون¬های کلراید به آسانی وارد بتن شوند و در نتیجه خوردگی میلگردها بیشتر شده و عملکرد عضو بتن آرمه کاهش می¬یابد. از این رو در این پایان¬نامه به بررسی اثر یون¬های کلراید بر مقاومت خمشی و خیز تیرهای بتن مسلح تحت بارهای بهره¬برداری پرداخته می شود. همچنین در سال¬های اخیر تحقیقاتی بر روی نقش افزودنی¬های مختلف بر دوام بتن مسلح در محیط¬های خورنده نیز انجام گرفته است. در این تحقیق از رس در مقیاس نانو به عنوان افزودنی استفاده شده است. به دلیل اینکه ذرات نانورس دارای بار مثبت و منفی در سطح خود می¬باشند، احتمال جذب یون¬های کلر توسط ذرات نانورس وجود دارد که این امر می¬تواند باعث کاهش خوردگی آرماتورها گردد. لذا در این تحقیق بتن معمولی با نانورس مخلوط شده و تیرهای بتن مسلح تحت بارهای بهره¬برداری قرار گرفتند. پس از قرار¬گیری نمونه¬ها در معرض یون¬های کلراید، عملکرد خمشی تیرها بررسی گردید. طرح اختلاط¬های استفاده شده در این تحقیق شامل چهار طرح با 0، 0/5، 1 و 1/5درصد وزنی سیمان نانورس جایگزین سیمان می¬باشد که برای طراحی و ساخت نمونه¬های تیر بتن مسلح از مبحث 9 مقررات ملی ساختمان استفاده گردید. بنابراین 24 عدد تیر بتن مسلح با ابعاد 1000×150×120 میلیمتر قالب¬بندی و بتن¬ریزی گردید و پس از 28 روز عمل¬آوری در آب به سه گروه تقسیم¬بندی شدند. گروه اول شامل 8 عدد تیر که پس از عمل¬آوری 28 روزه تحت آزمایش خمشی قرار گرفتند که همان نمونه¬های شاهد می¬باشند. گروه دوم شامل 8 عدد تیر که بدون بارگذاری به مدت 6 ماه در محلول کلراید و تحت چرخه تر و خشک قرار گرفتند و گروه سوم شامل 8 عدد تیر بارگذاری شده که به مدت 6 ماه در محلول کلراید و تحت چرخه تر و خشک قرار گرفتند. پس از ساخت و عمل¬آوری نمونه¬ها، مطابق برنامه زمانی مشخص، آزمایش¬ها انجام شده و نتایج ثبت گردید. همچنین جهت ارزیابی مشخصات فیزیکی و مکانیکی طرح اختلاط¬ها، به ازای هر طرح اختلاط 14 نمونه مکعبی 10 سانتیمتری به منظور اندازه¬گیری مقاومت فشاری و جذب آب در سنین مختلف ساخته ¬شدند. نتایج تحقیق حاکی از آن است که افزودن نانورس مونت موریلونیت به میزان 5/0، 1 و 5/1 درصد به بتن، باعث کاهش مقاومت فشاری آن می¬گردد. همچنین افزودن نانورس به بتن باعث کاهش جذب آب نیم ساعته و افزایش جذب آب 24 ساعته نسبت به نمونه¬ی بدون نانورس می¬شود. در آزمایش خمش 28 روزه¬ تیرهای بتن مسلح، تیرهای حاوی نانورس دارای حداکثر بار متحمله¬ی کمتری نسبت به تیر بدون نانورس بودند. همچنین نتایج نشان داد که تیرهای قرار گرفته در محیط کلراید و تحت سیکل تر و خشک به مدت 6 ماه، عملکرد خمشی ضعیف¬تری نسبت به تیرهای قرار گرفته در محیط کلراید و تحت سیکل تر و خشک و بار بهره¬برداری به مدت 6 ماه دارند ولی هر دو گروه نسبت به تیر بدون نانورس 28 روزه دچار ضعف در عملکرد خمشی شده¬اند. همچنین تیرهای حاوی نانورس قرار گرفته در محیط کلراید و تحت سیکل تر و خشک و بدون بار بهره¬برداری به مدت 6 ماه، نسبت به تیر بدون نانورس قرار گرفته در شرایط مشابه به مدت 6 ماه، عملکرد خمشی بهتری دارند. همچنین به نظر می¬رسد که جهت بررسی خوردگی آرماتورها در تیرهای تحت بارگذاری که عرض ترک آن¬ها در حدود 0/1 میلیمتر می¬باشد، 6 ماه مدت زمان کمی می¬باشد. واژگان کلیدی: نانورس، تهاجم کلراید، تیر بتن مسلح، بار بهره¬برداری، عملکرد خمشی.