بررسی اثر واکنش قلیایی سیلیسی سنگدانه ها بر روی رفتار خمشی تیرهای بتنی مسلح تحت بار دراز مدت

تعدادی از سازه ها نظیر سدها، پلها تحت اثر خرابی ناشی از پدیده واکنش قلیایی سنگدانه ها قرار دارند. این امر باعث آسیب رساندن به ایمنی سازه می شود. واکنش قلیایی سیلیسی سنگدانه ها، یک واکنش شیمیایی بین بعضی سنگدانه های خاص و قلیایی های موجود در بتن است که منجر به تشکیل یک ژل سیلیسی ـ قلیایی شده که تولید فشار کرده و در نهایت سبب انبساط و ایجاد ترک و کاهش مقاومت بتن می شود.در این پژوهش برای اولین بار اثراین پدیده در درازمدت همراه با اثر خزش روی تیر بتنی مسلح و وضعیت تیر از لحاظ رفتار خمشی، تأثیر درصد آرماتورهای کششی و فشاری و ظرفیت باربری بررسی خواهد شد.برای این منظور هفت عدد تیر با سنگدانه فعال و هفت عدد تیر دیگر با سنگدانه غیر فعال ساخته و پس از قالب برداری و عمل آوری مناسب در یک محفظه سرپوشیده با رطوبت 100 درصد و دمای کنترل شده 38 درجه سانتیگراد قرار گرفتند.کرنشهای بتن و آرماتور در طول زمان بطور مرتب قرایت گردیدند. ملاحظه گردید که واکنش قلیایی باعث افزایش کرنش کششی وکاهش کرنش فشاری می شود که با افزایش درصد آرماتور فشاری اثر واکنش قلیایی کاهش می یابد.همزمان با ساخت تیرها نمونه های استوانه ای نیز ساخته و در محفظه مذکور قرار داده شدند.میزان افزایش کرنش در نمونه های استوانه ای بدلیل غیر مسلح بودن بیش از تیرهای بتنی مسلح می باشد. پس از حدود 270 روز تیرها تحت آزمایش بارگذاری چهار نقطه ای قرار گرفته و ظرفیت خمشی نهایی آنها تعیین شد و مشخص گردید که واکنش قلیایی منجر به کاهش ظرفیت باربری تیرها می شود. با توجه به نتایج آزمایشگاهی دو مدل عددی جهت پیش بینی انبساط ناشی از واکنش قلیایی سنگدانه ها (asr) در داخل تیر بتنی ارایه گردیدند.این دو مدل توسط نرم افزار ansys تحلیل گردیدند.در مدل اول اثر توام واکنش قلیایی و خزش بصورت نیروی معادل محوری و کاهش در مدول الاستیسیته بتن در نظر گرفته شد و در مدل دوم واکنش قلیایی بصورت فشار داخلی یکنواخت و خزش با معادلات حاکم بر این پدیده منظور گردیدند.بطور کلی واکنش قلیایی باعث افزایش تنش آرماتور کششی می گردد که در هنگام طرح تیر بایستی در نظر گرفته شود.