۱۶ روزه
۱
A-1
۴۷/۰
۴۶/۰
۲
A-2
۴۷/۰
۳
A-3
۴۵/۰
شکل (۳-۱). نمودار سن- درصد انبساط واکنش قلیایی ماسه فعال
میانگین درصد انبساط ۱۴ روزه ملات ساخته شده از این ماسه ۴۶/۰ درصد اندازه گیری شد که نشان دهنده فعال بودن سنگدانه جهت بروز واکنش قلیایی و قابلیت انبساط مخرب در بتنهای ساخته شده از این نوع ماسه میباشد. همچنین ماسه و شن غیر فعال از معدنی در یاسوج تهیه شد.
عوامل مؤثر بر واکنش قلیایی سنگدانهها در بتن
واکنش قلیایی سنگدانهها، نیازمند وجود سه عامل اصلی است. عدم حضور هریک از این سه عامل موجب پایان واکنش و یا عدم امکان بروز واکنش می‌گردد.
الف- وجود مواد قلیایی
همواره مقدار کمی مواد قلیایی در داخل سیمان‌های مصرفی موجود میباشد. این میزان در سیمان‌های تولید ایران عموماً بیش از حد مجاز برای واکنش قلیایی سنگدانهها یعنی ۶/۰ درصد میباشد (حدوداً ۱درصد) البته علاوه بر این مواد قلیایی، میتوان قلیاییت ناشی از دیگر منابع (آب اختلاط، آب نفوذکننده، سنگدانههای آلوده، استفاده از نمک‌های ضدیخ و…) را نیز در نظر گرفت[۲۰].
( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )
ب- وجود سنگدانه فعال در بتن
سنگدانههای فعال شامل سیلیس فعال، سیلیکات و یا دولومیت‌های خاص حاوی رس میباشند. از انواع سنگدانههای فعال میتوان سنگدانههای شامل املاح سیلیسی، اوپال، کالسدونی، کریپتوکریستالین، کوارتز، شیست‌ها و همچنین فرم‌های سیلیس فعال به عنوان جزئی از چرت، فیلینت، شیل و… را نام برد. برای تشخیص سیلیس میتوان از روش پتروگرافی استفاده کرد و کوارتز و کریپتوکریستالین را نیز می توان توسط آنالیز پراکندگی و شکست با اشعه X تعیین نمود. لازم است تمامی سنگدانهها در بتن قبل از مصرف از نظر پتانسیل واکنش قلیایی مورد بررسی و آزمایش قرار گیرند[۲۰].
ج- حضور رطوبت خارجی
حضور آب، خصوصاً به صورت پریودیک برای انجام واکنش و همچنین تداوم آن و انبساط مواد حاصل از واکنش لازم است. این امر را میتوان در واکنش‌های معادلات (۲-۱) و (۲-۲) به وضوح دید. تنها نکتهی جالب توجه این است که در صورت اشباع بودن (مغروق بودن بتن در آب) مواد حاصل از واکنش توسط آب شسته می‌شوند و انبساط و در نتیجه ترک‌خوردگی رخ نمی‌دهد. رطوبت حدوداً ۸۰ درصد می‌تواند بیشترین اثر منفی را داشته باشد.
بر اساس عوامل موثر ذکر شده کاملاً مشخص است که با کاهش هر یک از سه عامل فوق میتوان واکنش قلیایی سنگدانهها را کاهش داد. برای کنترل قلیاییت بتن میتوان دو روش را به کار برد. اول آنکه از سیمان‌های کم‌قلیا استفاده گردد که این کار با توجه به تولیدات سیمان در کشور ما ممکن نیست و سیمان‌های تولید داخل عموماً قلیاییت معادلی بیش از یک درصد و در حدود آن دارند. دومین روش استفاده از مواد جایگزین سیمان مانند میکروسیلیس، سرباره کوره آهن‌گدازی، خاکستر بادی و پوزولان‌های طبیعی است. برای جلوگیری از حضور آب دو روش را میتوان در پیش گرفت. روش اول استفاده از پوشش‌های بتن مانند پوشش سطحی رزین اپوکسی و یا لاستیک آکریلیک و… است. این روش در سطوح وسیع از نظر اقتصادی به صرفه نخواهد بود. روش دوم استفاده از بتن با نفوذپذیری کم است و به این منظور میتوان نسبت آب به سیمان را کاهش داد [۲۰].
نسبت بحرانی
زمانیکه برخی کانیها مانند اوپال، کلسدونی، کریستوبالیت، تریدیمیت، کوارتزهای نهان بلورین و میکروبلورین و احتمالاً شیشه آذرین به مقداری کم (در بعضی مواقع حتی به میزان یک درصد) در سنگدانه مصرفی بتن وجود داشته باشد، حداکثر انبساط بتن می تواند در این شرایط حادث شود. به این درصد خاص که حداکثر میزان انبساط را ایجاد مینماید، نسبت بحرانی گفته می شود. سنگهایی مانند چرت نیز میتوانند دارای نسبت بحرانی باشند. در چرتها نسبت بحرانی می تواند بین ۵ تا ۵۰ درصد تغییر کند. به نظر میرسد که نسبت بحرانی به شدت واکنشزایی وابسته باشد. یعنی هر چه میزان واکنشزایی بیشتر باشد نسبت بحرانی کمتر است.
در شرایطی که میزان سنگ یا کانی موجود در سنگدانههای مصرفی بتن کمتر از نسبت بحرانی بوده، در نهایت انبساط کمتری حادث شده است. نسبت بحرانی می تواند تحت تأثیر میزان قلیای موجود در بتن، اندازه دانه های سنگدانهی فعال و نسبت آب به سیمان بتن قرار گیرد. در قرضهها یا معادن سنگ که مواد متشکله سنگدانهها از یک نقطه به نقطه دیگر تغییر می کند، توجه خاصی باید به ارزیابی کانیها و سنگهایی معطوف شود که دارای نسبتهای اختلاط مختلف از سنگدانه مشکوک به نشان دادن نسبت بحرانی از خود میباشند. این نسبت بحرانی در آزمایشهای ملات منشوری و تعیین انبساط نمونههای بتنی قابل مشاهده است. در صورتیکه میزان قلیایی معادل سیمان بیشتر از ۶/۰ درصد باشد احتمال وقوع واکنش قلیایی سنگدانهها در صورت وجود سنگدانههای فعال محتمل میباشد [۳۸].
بتن
در این برنامه آزمایشگاهی از دو نوع بتن استفاده شد؛ ۱٫ بتن با سنگدانه فعال و ۲٫ بتن با سنگدانه غیر فعال. در طرح اختلاط این بتنها از تناسب وزنی ۱(سیمان): ۵/۲ (ماسه): ۲(شن) و نسبت آب به سیمان (W/C=0.6) استفاده شد. جهت ساخت تیرهای بتنی و نمونههای استوانهای از طرح اختلاط مطابق جدول ۳-۳ استفاده گردید. در بتن با سنگدانهی فعال به خاطر تسریع در انجام واکنش قلیایی سنگدانهها از محلول هیدروکسید سدیم جهت بالا بردن درصد قلیایی معادل سیمان به اندازه ۷۵/۱ درصد استفاده شد که نحوه محاسبهی آن در ادامه ذکر خواهد شد.
جدول ۳-۴ طرح اختلاط بتنهای مورد استفاده در این تحقیق
