بررسی آزمایشگاهی مشخصات حرارتی و مقاومتی بتنهای حجیم حاوی پوزولان

ترک خوردگی های حرارتی سنین اولیه ناشی از گرادیان های دمایی ایجاد شده از جمله مخرب ترین مسائل سازه های بتنی حجیم همانند سدهای بتنی، پایه های پل ها، فونداسیون های عظیم وغیره می باشد. امروزه استفاده از مواد مکمل سیمانی به عنوان یک راه کار جهت کاهش مسائل حرارتی در این سازه ها بسیار متداول شده است. اخیرا نیز استفاده از طرح های حاوی 2 یا 3 نوع مختلف پوزولان می باشند مرسوم شده است. بنابراین جهت آنالیز دقیق حرارتی وریسک ترک خوردگی و تعیین عمر مفید سازه های بتنی حجیم ، تعیین مشخصات مقاومتی و حرارتی نمونه های تک پوزولانی و یا ترکیبی پوزولانی ضروری به نظر می رسد.در بخش اول این پایان نامه طرح اختلاط بهینه تهیه گردید.در بدست آوردن طرح بهینه علاوه بر مقاومت فشاری ، رژیم حرارتی بتن ها نیز ارزیابی گردید. بخش دوم جهت تعیین مشخصات حرارتی و مقاومتی طرح های تک پوزولانی حاوی 30 درصد سرباره ،20 درصد خاکستر بادی و 7 درصد میکروسیلیس و طرح های ترکیبی پوزولانی حاوی پوزولان های سرباره،خاکستر بادی و میکروسیلیس با نسبت آب به سیمان 0.44 دنبال شده است . در بخش سوم آنالیز ترک خوردگی یک ستون بتنی به کمک نرم افزار concreteworks صورت گرفته است تا ستون شبیه سازی شده از لحاظ پیک دمایی و تنش های کششی ایجاد شده مورد ارزیابی قرار گیرد .نتایج حاکی از آن است که مشخصات حرارتی هر طرح متاثر از منحنی های توسعه درجه هیدراسیون می باشد و با افزایش نسبت آب سیمان ، افزایش در درجه هیدراسیون نهایی دیده می شود .لذا در نمونه های بتنی جهت رسیدن به بالاترین درجه هیدراسیون و تولید بیشتر محصولات هیدراسیونی و متعاقبا میکروساختار متراکم تر ، پیدا کردن بهینه مقدار سیمان در یک نسبت آب به سیمان ثابت ضروری به نظر می رسد . نتایج مطالعات آزمایشگاهی نشان داد که در نسبت w/c=0.44 ، عیار سیمان 418 کیلو گرم برمتر مکعب می تواند مقدار بهینه ای در طرح مخلوط باشد .در بررسی مشخصات حرارتی و مقاومتی نمونه های حاوی تک پوزولانها همانند سرباره و خاکستر بادی کاهش چشمگیری در مقادیر درجه هیدراسیون و مقاومت های سنین اولیه این طرح ها دیده می شود اما با گذشت زمان مقاومت های سنین طولانی مدت افزایش می یابند به گونه ای که به مقاومت های نمونه ref نزدیک میگردد. در نمونه های حاوی ترکیب پوزولان خاکستر بادی + میکروسیلیس و سرباره + میکروسیلیس افزایش در درجه هیدراسیون نهایی و مقاومت های طولانی مدت نسبت به نمونه ref مشاهده گردید .بدین ترتیب نتیجه گردید که روش بکار رفته در این تز جهت تعیین توسعه درجه هیدراسیون به خوبی می تواند نشان دهنده روند کسب مقاومت طرح ها باشد . نتایج نشان داد که شرایط عمل آوری دمایی(مدل بتن حجیم) در سازه های بتنی ،تاثیر مثبتی بر روند کسب مقاومت های فشاری و کششی سنین اولیه نمونه های بتنی حاوی پوزولان نسبت به نمونه های عمل آوری شده در شرایط استاندارد خواهد گذاشت . همچنین مشاهده گردید استفاده از رابطه بلوغ بر مبنای سن معادل در سنین اولیه در اکثر نمونه ها در جهت اطمینان می باشد اما با گذشت زمان مقادیر پیش بینی شده توسط رابطه بلوغ بیشتر از مقادیر واقعی می گردند که در جهت کاهش اطمینان می باشد. نتایج آنالیز عددی concreteworks نشان داد که در نمونه های تک پوزولانی با استثنا میکروسیلیس ، با وجود کاهش دمای پیک ، به علت روند کند کسب مقاومت ها احتمال ترک خوردگی در گرادیان های کمتر اتفاق می افتد . در نمونه های ترکیبی پوزولانی خاکستر بادی + میکروسیلیس و سرباره + میکروسیلیس مطابق با نتایج آزمایشگاهی ،کمترین ریسک ترک خوردگی متعلق به نمونه های ترکیبی پوزولانی ، خاکستر بادی+میکروسیلیس و سرباره + میکروسیلیس می باشد . لذا نتایج این تز نشان داد که طرح اختلاط بهینه متشکل از ترکیب پوزولانها بر پایه میکروسیلیس قابل تهیه می باشد .