بررسی خواص بتن خود تراکم حاوی پوزولان و مواد نانویی

بتن خود تراکم در ابتدا در سال 1988 برای دست یابی به سازه های بتنی با دوام توسعه یافت. بتن خود تراکم بتنی است که توانایی جریان تحت اثر وزن خود را دارد و به طور کامل و بدون نیاز به ویبره و حتی در مجاورت تراکم شدید آرماتور در قالب جای گرفته بهطوری که در کلیه مراحل یکنواختی خود را حفظ می کند. 3 ویژگی اصلی بتن خود تراکم یعنی قابلیت پرکنندگی، قابلیت عبور (عدم توقف) و مقاومت در برابر جداشدگی باعث شده است که این نوع، متمایز از سایر بتن ها در جهان شود و روز به روز بر گستردگی استفاده از آن افزوده شود. از مزایای این بتن می توان به : 1. اجرای سریع تر 2. کاهش نیروی انسانی 3. سطح تمام شده بهتر 4. جای گیری راحت تر 5. بهبود کارایی 6. . آزادی بیشتر در طراحی ساز 7. اجرای مقاطع نازک تر بتن 8. کاهش امواج صوتی 9. عدم عملیات ویبره 10. محیط کار امن تر اشاره کرد. در پروژه حاضر مجموعاً 15 طرح اختلاط بتن خود تراکم با استفاده از پوزولان، میکروسیلیس، ترکیب پوزولان و میکروسیلیس، ترکیب پوزولان و میکروسیلیس و مواد نانویی چون نانو اکسید سیلیس (sio2) و نانو اکسید منیزیم (mgo) ساخته شد و آزمایش های بتن تازه شامل جریان اسلامپ و جریان اسلامپ در t50cm ، حلقه j در دو مدل مختلف، جعبه l ،قیف v و قیف v در t5min و همچنین آزمایش های بتن سخت شده شامل مقاومت فشاری 3، 7 و 28 روزه، مقاومت کششی، خمشی و نفوذناپذیری آب در بتن 28 روزه و وزن مخصوص بتن در سن 3 روزه انجام گرفت. همچنین آزمایش غیر مخرب بتن سخت شده در سن 28 روز شامل چکش اشمیت به منظور مقایسه مقاومت بتن در حالت مخرب و غیر مخرب انجام شد. نتایج نشان می دهند که در بتن خود تراکم با افزایش پوزولان، میزان مقاومت در سنین اولیه به مقدار کمی کاهش می یابد اما در سن 28 روز مقاومت نمونه شامل 30% پوزولان حتی از نمونه شاهد با کمی اختلاف جلو زده است که این می تواند به خاطر تراکم بالا و نسبت آب به سیمان پایین (33/0) و میزان پودر زیاد در این نوع از بتن باشد که واکنش های هیدراتاسیون از سرعت بیشتری برخوردارند. همچنین نفوذپذیری آب در بتن در تمام نمونه های حاوی پوزولان و میکروسیلیس، در نمونه حاوی 30% پوزولان از همه کم تر می باشد که نشان از عملکرد خوب این نوع بتن در برابر عوامل مهاجم و خورنده می باشد. همچنین در نمونه های حاوی میکروسیلیس با افزایش مقدار میکروسیلیس، در سنین اولیه مقاومتی کمتر از مقاومت نمونه شاهد مشاهده می شود. این علت را می توان به نبود هیدروکسید کلسیم کافی به منظور واکنش با میکرو سیلیس مرتبط دانست. اما در سن 28 روز با افزایش درصد میکروسیلیس افزایش مقاومت مشاهده می شود به طوری که نمونه حاوی 15% میکروسیلیس 23% مقاومت نمونه شاهد را افزایش داده است که نشان از واکنش میکروسیلیس با هیدروکسید کلسیم و تشکل ژل c-s-h و انسجام بیشتر بتن است. در ترکیب پوزولان و میکروسیلیس (25% پوزولان و 10% میکروسیلیس)، از آن جا که 35% از سیمان با مواد پوزولانی جایگزین شده است در نتیجه مقداری از این مواد پوزولانی با هیدروکسید کلسیم واکنش داده و مابقی به عنوان یک ماده پرکننده در بتن عمل می کنند. در این ترکیب در سنین اولیه شاهد افت مقاوت نسبت به بتن شاهد هستیم که این افت در ترکیب 25% پوزولان و 5% میکروسیلیس کمتر است زیرا 30% سیمان با مواد پوزولانی جایگزین شده است و اما این افت در سنین بالاتر با عملکرد خوب مواد پوزولانی جبران شده است. در نهایت بتن با ترکیب 25% پوزولان و 5% میکروسیلیس و به ترتیب 5/0، 1 و 5/1 درصد نانو مواد ساخته شد. ابتدا نانو مواد به دلیل این که بسیار ریز هستند و سپس میکروسیلیس و در نهایت پوزولان وارد واکنش می شود. تغییرات مقاومت کششی برای نمونه های حاوی پوزولان محسوس نمی باشد اما برای نمونه های حاوی میکروسیلیس با اضافه شدن میزان میکروسیلیس افزایش مقاومت کششی مشاهده می شود. مقاومت خمشی برای نمونه حاوی 10% پوزولان افزایش و برای 20% و 30% پوزولان کاهش یافته است. همچنین برای 5% میکروسیلیس کاهش و 10% و 15% میکروسیلیس افزایش مقاومت خمشی مشاهده می شود. نتایج آزمایش های غیر مخرب نشان می دهد که آزمایش چکش اشمیت به واقعیت نزدیک بوده و از این آزمون می توان با اطمینان در پروژه های ساخته شده بتنی استفاده و مقاومت بتن را با کمترین هزینه کنترل کرد. به طور کلی بتن خود تراکم با 30% پوزولان نه تنها بهینه می باشد بلکه مقاومت آن از مقاومت بتن شاهد بیشتر شده و نفوذپذیری آن بسیار کم می باشد که می توان نتیجه گرفت که از دوام بالایی نیز برخوردار است. همچنین به دلیل استفاده زیاد از پوزولان حرارت هیدراتاسیون بسیار کاهش یافته که ما از این طرح اختلاط در بتن ریزی های حجیم نیز می توانیم استفاده کنیم.