تاثیر نانوسیلیس و سرباره آهنگدازی بر خواص ملات و بتن معمولی

بتن یکی از پر کاربرد ترین مصالح ساختمانی می باشد که سیمان جز اصلی تشکیل دهنده آن است. تولید سیمان نیازمند مصرف مقادیر زیاد انرژی بوده و نقش عمده ای در آلودگی محیط زیست و انتشار گازهای گلخانه ای دارد. کاهش مصرف سیمان یکی از راهکارهای حفظ محیط زیست می باشد. به عنوان مثال با بکارگیری سرباره آهنگدازی در بتن و جایگزین کردن آن با بخشی از سیمان نه تنها نیازی به انبار کردن یا مدفون کردن این ضایعات صنعتی نمی باشد بلکه به علت تولید کمتر سیمان، مقادیر کمتر گازهای آلاینده و گل خانه ای تولید خواهد شد. این امر مزایای دیگری نیز در بر خواهد داشت زیرا برای تولید بتن انرژی کمتری استفاده شده است و در نتیجه هزینه های ساخت بتن کاهش می یابد. هرچند استفاده از مقدار مناسبی از سرباره آهنگدازی در بتن اغلب خواص دوامی و مقاومت بلند مدت آن را بهبود می بخشد اما متاسفانه استفاده از سرباره باعث می شود که بتن مقاومت های اولیه کمی داشته باشد. برای رفع این نقیصه می توان از نانوسیلیس کمک گرفت. ذرات نانوسیلیس به خاطر اندازه کوچکشان می توانند وارد حفرات بسیار ریز ملات سیمان و بتن گردند و در آنجا واکنش پوزولانی خود را به سرعت آغاز نمایند و ساختاری ایجاد نمایند که خواص مکانیکی ملات سیمان و بتن را بهبود می بخشد. در این تحقیق 2 نسبت آب به سیمان 45/0 و 5/0 برای طرح های مخلوط بتن و ملات در نظر گرفته شد. نانوسیلیس کلوئیدی با نسبت مواد جامد 0، 5/0 و 5/1 درصد مواد سیمانی استفاده و سرباره آهنگدازی در پنج نسبت با مقادیر 0، 10، 25، 40 و 55 درصد با سیمان جایگزین گردید. بدین ترتیب 30 طرح مخلوط ملات و 30 طرح مخلوط بتن طراحی و ساخته شد. مقاومت فشاری آزمونه های ملات و بتن و مدول الاستیسیته و مقاومت کششی آزمونه های بتن به روش دو نیم شکستن در سنین عمل آوری 7، 28، 56 و 91 روز اندازه گیری شد. کارایی مخلوط های بتنی در زمانهای صفر، 15 و 30 دقیقه بعد از ساخت با انجام آزمایش اسلامپ و روانی مخلوط های ملات نیز توسط دستگاه میز روانی اندازه گیری گردید. نتایج حاصل، حاکی از آن است که استفاده از سرباره باعث کاهش مقاومت مخلوط ها به خصوص در سنین اولیه شده است اما نرخ کسب مقاومت فشاری در مخلوط های حاوی سرباره با گذر زمان بیشتر از طرح های فاقد سرباره می باشد. استفاده از نانوسیلیس افت مقاومت ناشی از سرباره را بهبود می بخشد. با افزایش میزان نانوسیلیس به مقاومت فشاری آزمونه های ملات و بتن و مقاومت کششی مخلوط های بتنی حاوی سرباره افزوده شده است اما مقاومت کششی مخلوط های بتنی فاقد سرباره کاهش یافته است. طرح های حاوی نسبت آب به سیمان 45/0 دارای مقاومت های فشاری ، کششی و مدول الاستیسیته بیشتری نسبت به طرح های با نسبت آب به سیمان 5/0 می باشند. طرح مخلوط های بتن حاوی 25% و 10 % سرباره به ترتیب برای نسبت های آب به سیمان 45/0 و 5/0 از افت اسلامپ کمتر و کارایی بهتری برخوردار می باشند. با توجه به نتایج حاصل از این پایان نامه و اثرات مثبت هم افزایی نانوسیلیس و سرباره توصیه می گردد هنگام استفاده از سرباره در بتن از نانوسیلیس نیز استفاده گردد.