بهبود مقاومت بتن های مسلح مدفون در خاک در برابر جریان سرگردان

هدف از این تحقیق بررسی اثرات جریان سرگردان بر تغییرات ساختاری بتن و دوام آن می باشد. تغییرات ساختاری را می توان به کمک بررسی تغییرات ایجاد شده در نفوذپذیری، حجم حفره های مویین، مقاومت ویژه، بار الکتریکی در آزمون rcp، ضریب نفوذ کلرید و تغییر در طیف eis بتن مطالعه نمود. این تغییرات در ارتباط با دوام بتن در شرایط محیطی می باشد و می تواند به عنوان عامل موثر در فرایندهای خوردگی آرماتورها عمل نماید. در این بررسی نمونه های بتنی با طرح های اختلاط مختلف در حالت اشباع از آب در معرض ولتاژهای ac و dc به ترتیب در مقادیر 220 و 380 vac و 50 vdc قرار داده شدند. سپس به کمک آزمون های مقاومت ویژه، eis، rcp، ضریب نفوذ کلرید، عمق نفوذ کلرید و بررسی های میکروسکوپی تاثیر جریان های مزبور بر ساختار بتن بررسی گردید. علاوه بر این به منظور اعتبارسنجی نتایج آزمایشگاهی، آزمون های میدانی بر روی تیرهای بتنی برق انجام گردید. برخی از تیرهای مزبور در شرایط بارانی و آلودگی هوا دچار نشت جریان ac در ولتاژ بالا از طریق خزش جریان در سطح مقره ها شده بودند. ‍ بر اساس آزمون های انجام شده، جریان سرگردان ac در ولتاژهای بالا قادر است در مدت زمان بسیار کوتاه (در مواردی در حدود یک دقیقه) موجب افزایش اندازه حفره های مویین بتن، ایجاد حفره ها و ترک مویین جدید و ایجاد تغییرات گسترده ساختاری و کاهش قابل ملاحظه دوام بتن در شرایط محیطی شود. در این رابطه جریان سرگردان ac از طریق مسیرهای های خازنی(مسیر حفره های مویین) و مسیرهای مقاومتی(مسیر فازهای جامداز بتن عبور می کند. در ولتاژهای بالا و در حالت اشباع از آب، این موضوع سبب بروز تنش های حرارتی، انقباضی و انتقال جرم در بتن خواهد شد. نتیجه این فرایند کاهش دوام بتن در شرایط محیطی خواهد بود. در مقابل جریان سرگردان dc قادر به عبور از مسیرهای خازنی نمی باشد و بنابر این نسبت به جریان ac از توانایی کمتری جهت کاهش دوام بتن برخوردار است. در این حالت مکانیزم تنش های حرارتی از اهمیت کمتری برخوردار است. کاهش نسبت آب به سیمان(w/c) و افزایش مواد پوزولانی مثل میکروسیلیس به طرح اختلاط بتن، موجب کاهش حجم حفره های مویین، افزایش تراکم، کاهش نفوذپذیری، کاهش فاز هیدرواکسیدکلسیم و نیز افزایش امپدانس مسیرهای خازنی(بدلیل کاهش حجم حفره های مویین)خواهد شد. بنابر این اثرات مخرب جریان سرگردان ac کاهش می یابد. همچنین با کاهش نفوذپذیری میزان نفوذ و انتقال جرم هیدرواکسید کلسیم در جریان سرگردان dc کاهش می یابد و اثرات جریان dc بر بتن کاهش می یابد. علاوه بر این افزودن الیاف غیر فلزی نظیر الیاف پلی پروپیلن به طرح اختلاط بتن موجب کاهش رشد ترک های مویین در هنگام عبور جریان سرگردان ac از بتن اشباع از آب خواهد شد.