بررسي اثر مواد جايگزين سيمان بر انبساط حرارتي بتن

كارشناسي ارشد

سازه‌هاي بتني در طول عمر خود تحت اثر تغييرات دما قرار دارند. در اثر افزايش دما، بتن تمايل به افزايش طول دارد و در صورت مقيد بودن آن، سبب ايجاد ترك در بتن خواهد شد. كاهش ضريب انبساط حرارتي بتن مي‌تواند به كاهش ترك‌هاي ناشي از تغييرات دما كمك كند. در اين پژوهش با ساخت نمونه هاي بتن و خمير حاوي افزودني هاي معدني مختلف مانند دوده سيليس، متاكائولن و سرباره، اثر افزودني‌هاي معدني با بررسي تغيير در ساختار منافذ بر ضريب انبساط حرارتي بتن و خمير در سنين مختلف بررسي شده است. نتايج نشان مي‌دهد كه ضريب انبساط حرارتي بتن بدون افزودني معدني تا 60 روز روند كاهشي داشته و 12% كاهش يافته و پس‌ازآن اين ضريب ثابت ‌شده است. درصورتي‌كه در بتن حاوي سرباره، خلاف اين روند مشاهده شده، به‌طوري‌كه تا سن 60 روز ضريب انبساط حرارتي آن ثابت و پس از 60 روز، روند كاهشي شروع شده و تا 120 روز 10% كاهش يافته است. براي بتن حاوي دوده سيليس و متاكائولن در همان سنين ابتدايي نسبت به بتن معمولي، 14% ضريب انبساط حرارتي كمتري مشاهده و با افزايش سن نمونه ضريب انبساط حرارتي آن حدود 8% كاهش يافته است. ارتباط بين تخلخل كل و ضريب انبساط حرارتي بتن مشاهده شده است به طوري كه با كاهش تخلخل كل، ضريب انبساط حرارتي نيز كاهش يافته است. اما اين ارتباط از نوع ارتباط ضعيف بوده است كه نشان دهنده ارتباط غير مستقيم و اثر عوامل ديگر بر ضريب انبساط حرارتي بتن است. با بررسي ارتباط ضريب انبساط حرارتي بتن و خمير با مقاومت فشاري نيز مانند ارتباط آن با تخلخل كل مشاهده شده است كه ارتباط قوي ميان مقاومت فشاري و ضريب انبساط حرارتي وجود ندارد. از طرف ديگر، با بررسي توزيع اندازه منافذ، مشاهده شد كه با كوچك‌تر شدن اندازه منافذ، ضريب انبساط حرارتي كاهش مي‌يابد به‌طوري‌كه ارتباط قوي بين قطر ميانه منافذ و ضريب انبساط حرارتي مشاهده گرديده است. با توجه به وابستگي ضريب انبساط حرارتي بتن به سنگدانه و خمير سيمان، مدلي بر اساس ضريب انبساط حرارتي خمير سيمان و چگالي انباشتگي به‌منظور تخمين ضريب انبساط حرارتي بتن ارائه شده است. همچنين به‌منظور پيش‌بيني ضريب انبساط حرارتي در طول عمر بتن، مدلي بر اساس ضريب انبساط حرارتي بتن در سن 7 روز جهت تخمين آن در سن موردنظر ارائه گرديده است.

192686

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي و مديريت ساخت

پروفسور پرويز قدوسي - دكتر علي اكبر شيرزادي جاويد