بررسی تاثیر سرباره کوره ذوب آهن و الیاف پلی پروپیلن بر خواص مکانیکی بتن پودری

بتن پودری (rpc) به عنوان بتنی با مقاومت بسیار بالا، در سال¬های اخیر توجه زیادی را به خود جلب کرده است. این بتن، مقاومت فشاری زیاد، تراکم بالا، نفوذپذیری کم، دوام زیاد و مقاومت سایشی بالایی دارد. مواد تشکیل¬دهنده¬ی بتن پودری شامل: ماسه¬ی کوارتزی، کوارتز شکسته، سیمان پرتلند، میکروسیلیس، الیاف فولادی، فوق روان¬کننده و آب است. مقدار بالای سیمان مصرفی در بتن پودری (700 تا 1000 کیلوگرم در مترمربع) نه تنها هزینه¬ی تولید را افزایش می¬دهد بلکه گرمای هیدراتاسیون را نیز بالا می¬برد. در این پروژه تصمیم به جایگزینی سرباره¬ی کنورتور به عنوان درصدی از سیمان گرفته شد تا علاوه بر کاهش قیمت تمام شده، گرمای هیدراتاسیون نیز کم شود. سرباره در سه بازه و در نسبت¬های 5، 10، 15، 20، 25 درصد بررسی و آزمایش شده تا تأثیر و مقدار بهینه آن در بتن پودری مشخص گردد. تهیه¬ی ماسه¬ی کوارتزی در کشور دشوار و هزینه¬ بر می¬باشد. در این پروژه سعی شده ماسه¬ی کوارتزی با ماسه¬ی کربنات¬کلسیمی که تهیه آن راحت است، جایگزین شود. ماسه جدید در چهار بازه¬ی متفاوت (کلیه مصالح، بین 150 تا 600 میکرومتر، بزرگ تر از 150 میکرومتر و کوچکتر از 600 میکرومتر) مورد آزمایش قرار گرفته و بازه-ی بهینه معین گشت. مقدار بهینه¬ی میکروسیلیس نیز از بین نمونه¬ های حاوی 5، 10، 15، 20 و 25 درصد میکروسیلیس، تعیین شد. الیاف فولادی مورد استفاده در بتن پودری نه تنها قیمت تمام شده ی بتن پودری بلکه وزن مخصوص آن را افزایش می¬دهد لذا الیاف پلی¬پروپیلن به جای الیاف فولادی در نسبت¬های 1/0، 2/0، 3/0و 4/0 درصد حجمی استفاده شده تا تأثیر این الیاف بر بتن ساخته شده مشخص گردد. آزمایش¬های انجام شده در این پروژه شامل آزمایش¬های مقاومت فشاری و مقاومت خمشی است. نتایج آزمایش¬ها نشان داد، بازه¬ی بهینه در بین بازه¬های ماسه¬ی جدید،¬ ذرات کوچکتر از 600 میکرومتر است. مقاومت فشاری این بازه از مقاومت فشاری بازه¬ی استاندارد ماسه¬ی کوارتزی در بتن پودری (ذرات بین 150 تا 600 میکرومتر) کمی بیشتر بوده است. در بین نمونه¬های ساخته شده با میکروسیلیس، مقاومت فشاری و خمشی نمونه¬های حاوی 15 درصد میکروسیلیس، از سایر نمونه ها بیشتر بوده و استفاده بیشتر از 15 درصد میکروسیلیس، مقاومت نمونه¬ها را کاهش داده است. استفاده از سرباره¬ی کنورتور در همه¬ی نسبت¬ها کاهش مقاومت بتن را در همه ی سنین به همراه داشته ولی هر چه سرباره ریزتر باشد مقدار این کاهش مقاومت کمتر است. هیدراتاسیون در نمونه¬های حاوی سرباره نسبت به نمونه¬های بدون سرباره دیرتر رخ داده و بتن-های حاوی سرباره دیرتر و در سنین بالا به مقاومت نهایی خود رسیده¬اند. استفاده از الیاف پلی¬پروپیلن مقاومت خمشی بتن را به میزان محسوس و مقاومت فشاری بتن را اندکی افزایش داده و از بازه¬ی 1/0 تا 4/0 درصد حجمی، با افزایش نسبت الیاف مصرفی مقاومت فشاری و خمشی بتن پوردی افزایش یافته است.