بررسی تأثیر پوزولان و الیاف بر دوام بتن قلیا فعال سرباره ای در برابر چرخه های یخ و ذوب

بتن به عنوان یکی از مهمترین و پرکاربردترین مصالح ساختمانی ارزان قیمت با شکل¬پذیری مناسب در صنعت ساختمان می باشد. با توجه به میزان مصرف بالای بتن و نیاز روزافزون به تولید سیمان، توجه به اثرات مخرب زیست محیطی این ماده، ازجمله سهم حدود 7 درصدی انتشار گاز 〖"co" 〗_2 در جو، مصرف قابل ملاحظه ی انرژی از قبیل برق و سوخت فسیلی، امری اجتناب ناپذیر بوده و ارائه محصولات جایگزین جهت حرکت در مسیر توسعه ی پایدار، اصلی ضروری به شمار می آید. یکی از راهکارهای تولید بتنی سازگار با محیط زیست و کاهش مصرف opc یا سیمان های پرتلند معمولی، استفاده از چسباننده های پوزولانی فعال شده می باشد. بتن تحت شرایط محیطی مخرب به سرعت و در مدتی کمتر از زمانی که به عنوان عمر مفید برای آن در نظر گرفته شده است آسیب دیده و مقاومت خود را از دست می دهد. این مسئله در سازه هایی همچون سدها، نیروگاه ها، پل ها و تونل ها که عمر بهره برداری از آن ها بسیار زیاد بوده و هزینه ی تعمیر و نگهداری آن ها در بسیاری موارد از هزینه اولیه ساخت بالاتر است از اهمیت ویژه ای برخوردار است. از عوامل مخرب فیزیکی می توان به فرآیند یخ و ذوب اشاره نمود. چنان چه بتنی دوام کافی در برابر چرخه های یخ و ذوب را نداشته باشد با قرار گیری در شرایط یخبندان در مدتی بسیار کمتر از عمر مفید خود از بین خواهد رفت. هر چند بتن هایی با مقاومت فشاری بالا معمولاً مقاومت بیشتری در برابر حملات فیزیکی و شیمیایی محیط مخرب از خود نشان می دهند، اما عوامل دیگری چون نفوذپذیری و تراکم ساختار داخلی بتن و چیدمان حفره های موجود در بتن نیز می تواند تأثیر بسزایی در دوام بتن داشته باشد. هدف از انجام این پایان نامه بررسی تأثیر پوزولان متاکائولین و الیاف پلی پروپیلن بر مقاومت و دوام بتن قلیا فعال سرباره ای در برابر چرخه های یخ و ذوب است. بتن قلیا فعال سرباره ای از طریق فعال سازی سرباره ی کارخانه ی ذوب آهن اصفهان به کمک محلول قلیایی متشکل از هیدروکسید سدیم و سیلیکات سدیم و ترکیب با سنگدانه ی معمولی تولید شده است. به دلیل اینکه در این تحقیق هدف بررسی تأثیر متاکائولین و الیاف بوده است در همه ی طرح ها از یک طرح اختلاط ثابت استفاده شده است و تنها پارامترهای متغیر در طرح های اختلاط، مقادیر متاکائولین و الیاف مورد استفاده می باشد. در تهیه ی طرح ها از یک طرح شاهد فاقد متاکائولین و دو طرح با جایگزینی مقادیر 10 و 20 درصد وزنی متاکائولین استفاده شده است. دیگر طرح ها از اضافه کردن 1/0، 3/0، 5/0 و 7/0 درصد حجمی الیاف پلی پروپیلن به سه طرح مذکور به دست آمده اند. بنابراین با در نظر گرفتن حالت های ترکیبی در مجموع از 15 طرح اختلاط استفاده شده است. از هر کدام از این طرح ها تعداد 22 نمونه ی مکعبی 10 سانتی متری ساخته شده که بر روی این نمونه ها آزمایش مقاومت فشاری و آزمایش های مربوط به چرخه های یخ و ذوب انجام شده است. نمونه ها مطابق با استاندارد astm c666-b تحت آزمایش یخ و ذوب قرار گرفتند. برای مقایسه ی عملکرد طرح های اختلاط در برابر چرخه های یخ و ذوب آزمایش های مقاومت فشاری، تغییر طول، تغییر وزن و تغییر جذب آب بعد از اتمام سیکل های یخ و ذوب بر روی نمونه ها انجام شد. نتایج آزمایش ها نشان دادند که جایگزینی متاکائولین به میزان 10 درصد وزنی علاوه بر افزایش مقاومت فشاری باعث بالا رفتن دوام بتن نیز می شود. همچنین استفاده از 1/0% حجمی الیاف دوام بتن در برابر یخ و ذوب را افزایش می دهد.