PVC و افزايش درگيري بين آنها ميباشد.
با بررسي نتايج آزمايش قيف V، ملاحظه ميگردد كه درصدهاي كم جايگزيني PVC با ماسه، تأثيري بر زمان تخليه قيف V ندارد. طبق آيين نامه EFNARC [19] محدوده ي مجاز s 8-s 12 ميباشد كه نتايج نشان ميدهد افزايش بيش از 15% ضايعات PVC، باعث تجاوز اين زمان از محدودهي مجاز ميشود.
همچنين مشاهده و بررسي نتايج آزمايش جعبهي L نيز نشان ميدهد كه افزايش مقدار PVC بيش از 15% مقدار جايگزيني، باعث كاهش نسبت ارتفاع به زير محدوده ي 70% ميشود كه 70% -100% محدودهي مجاز اين آزمايش طبق آيين نامه ي EFNARC [19] ميباشد.
2-5-1- نتيجهگيري
افزودن ضايعات PVC طبق مشاهدات بالا، باعث افزايش تنش تسليم، افزايش لزجت خميري و كاهش كارپذيري بتن خودمتراكم ميشود. همچنان كه مشاهده شد، افزايش مقدار PVC تا 15%، نتايج آزمايشها را در محدودهي مجاز حفظ كرد كه اين بدين معني است كه با طرح اختلاط موجود، حداكثر درصد جايگزينيPVC با ماسه، 15% ميباشد.
2-6- تأثير خاكستر بادي بر بتن خودمتراكم
يكي از خواص مهم بتن تازه، زمان گيرش اوليه آن ميباشد. تحقيقات وسيعي كه روي اثر بخشي خاكستربادي برروي زمان گيرش بتن صورت گرفته، اثر ديرگيري و افزايش زمان گيرش اوليه و نهايي بتن با افزودن خاكستربادي به بتن را اثبات نموده است [34].
به علت ريز و كروي بودن اين ذرات، افزودن آن به بتن مي تواند باعث كارايي بتن شود. بنابراين تحت كارايي ثابتي مخلوطهاي حاوي خاكستر بادي، ميزان آب كمتري نياز دارند [34]. بر اثر واكنش سيمان و آب، دماي بتن افزايش يافته و اختلاف دما به خصوص در بتنريزيهاي حجيم سبب بروز تنشهاي حرارتي و نهايتاً ترك در بتن ميشود. تحقيقات نشان دادهاند كه افزودن خاكستر بادي به بتن و جايگزيني آن با سيمان، دماي اوليهي بتن را به ميزان قابل توجهي كاهش ميدهد. در شکل 2-6 تصوير ميكروسكوپي از خاکستر بادي ملاحظه ميگردد.
شکل 2-6- تصاوير ميکروسکوپيک از خاکستر بادي [34]
جدول 2-7- آناليز شيميايي خاکستر بادي [34]
ترکيبات شيميايي
خاکستر بادي
(%)
سيمان
(%)
SiO2
51
5/22-22
Al2o3
30
7/4-5/4
Fe2o3
5/3
5-5/4
MgO
8/1
4/1
Cao
7
5/64-64
SO3
3/0
3/1
C3S
–
55
C2S
–
21
C3A
–
7/3
در جدول 2-7 مقايسه تجزيه شيميايي خاکستر بادي و سيمان مشاهده ميشود. پس از افزودن درصدهاي مختلف خاکستر بادي به بتن به عنوان ماده پوزولاني جايگزين بخشي از سيمان و انجام آزمايشها، نتايج نشان ميدهد كه جايگزيني 20% خاكستر بادي با سيمان، باعث رواني بيشتر نسبت به نمونه شاهد ميشود. ولي با افزايش درصد اين جايگزيني، لزجت بتن افزايش مييابد، با اين حال براي همهي نمونهها در محدودهي مجاز طبق مرجع [35] قرار دارند.
همچنين براي بررسي خصوصيات اين ماده بر رفتار مكانيكي بتن سخت شده، آزمايش مقاومت فشاري روي نمونهها انجام شده است. نتايج نشان ميدهد که با افزايش خاكستر بادي، مقاومت فشاري 7 روزهي طرحها كاهش مييابد كه اين رفتار به علت آگاهي از رفتار خنثي خاكستر بادي بر سنين اوليه، قابل پيش بيني ميباشد. زيرا خاكستر بادي به نوعي باعث كاهش عيار مصرفي سيمان ميشود. ولي با گذشت زمان، خاكستر بادي اثرات پوزولاني خود را بيشتر كرده و موجب ميشود درصد افزايش مقاومت نمونههاي حاوي خاكستر بادي، بيش از نمونههاي فاقد خاکستر باشد. درصد افزايش براي نمونه هاي حاوي 20% ، 30% و 40% خاكستر بادي، به ترتيب برابر 110%، 147% و190% ميباشد. اما در حالت كلي در يك سن خاص، مقاومت نمونههاي حاوي خاكستر بادي، كمتر از مقاومت نمونهي شاهد ميباشد كه با گذشت زمان، اين اختلاف كاهش يافته و ناچيز ميشود. اين مطلب در شکل 2-7 به خوبي نشان داده شده است.
شکل 2-7- نتايج مقاومت فشاري با افزايش ددرصد خاکستر بادي مرجع [34]
بررسي مقاومت كششي نيز نشان مي دهد كه افزايش درصد خاكستر بادي، باعث كاهش مقاومت كششي ميشود.
2-6-1- نتيجهگيري
خاكستربادي يك ماده ي پوزولاني است كه جايگزيني آن با سيمان، باعث تأخير در گيرش ميشود، ولي با گذر زمان شيب افزايش مقاومت نمونههاي حاوي خاكستر بادي، بيش از نمونههاي معمولي ميباشد و اين اختلاف مقاومت كاهش مييابد.
2-7- تأثير ضايعات خرده لاستيك بر بتن خود متراكم
يكي ديگر از ضايعات مورد استفاده در بتن، ضايعات حاصل از لاستيك فرسوده يا خرده لاستيك ميباشد. استفاده آنها در بتن، راهكار خوبي به جاي دفع و سوزاندن اين ضايعات و آلودگي محيط ميباشد. اضافه كردن خرده لاستيك به بتن و جايگزيني آن با سنگدانه باعث بهبود برخي از خصوصيات مكانيكي و ديناميكي از قبيل جذب انرژي بتن، مقاومت در برابر ترك و … ميشود. اين خرده لاستيكها براي جايگزيني با شن، بايد داري ابعادmm 75/4 تا mm 5/9 باشند [36].
مرجع [36] به بررسي اثر اين خرده لاستيكها بر بتن خودمتراكم، پرداخته است. براي بررسي خصوصيات بتن تازه، از جريان اسلامپ (قابليت پركنندگي و سنجش تنش تسليم)، T50 (تعيين لزجت خميري)، حلقه J (قابليت عبور بتن)، قيف V شكل (قابليت پركنندگي و لزجت خميري و تعيين جداشدگي بتن) و جعبهي L (قابليت عبور بتن خودمتراكم) استفاده شده است.
در شكل 2-8 نسبت فوقروانكنندهي مصرفي به مواد پودري نشان داده شده است. مطابق با شکل، افزايش استفاده از خرده لاستيك، ميزان فوق روان كننده لازم براي رسيدن به خودتراكمي در بتن افزايش مييابد. اين امر مي تواند به دليل شكل هندسي نامنظم و دندانهاي خرده لاستيكها باشد [36].
شکل 2-8- نسبت استفاده از فوقروانکننده به ازاي افزايش خرده لاستيک [36]
شکل 2-9- کاهش مقاومت بتن با افزايش درصد خرده لاستيک [36]
شکل 2-9 درصد کاهش مقاومت فشاري 7 روزه بتن در ازاي افزودن درصدهاي مختلف خرده لاستيک را نشان ميدهد. چنانچه از شكلها مشاهده ميشود، افزايش ميزان استفاده از خرده لاستيك، مقاومت فشاري نمونهها را ميكاهد. به طوري كه در سن 7 روزگي، اضافه كردن 5% ، 10% و 15% خرده لاستيك، كاهش مقاومتي به ترتيب برابر 6/2%، 3/9% و 4/14% را به دنبال دارد. راه مناسب جبران اين كاهش مقاومت، استفاده از ميكروسيليس ميباشد. به طوري كه اضافه كردن ميكروسيليس به اندازه ي 10% حجم سيمان، ميتواند مقاومت نمونهي حاوي 10% لاستيك را برابر نمونهي شاهد كند [36].
2-7-1- نتيجهگيري
اضافه كردن خرده لاستيك، باعث افزايش نياز به مواد فوق روان كننده ميشود. همچنين مقاومت 7 روزه و 28 روزهي بتن را نيز ميكاهد كه علت آن جايگزيني لاستيك با سنگدانه، كه عامل اصلي تحمل فشار است، ميباشد.
2-8- فوقروانکننده
بتن خودمتراکم سبک يا معمولي، براي ارضاي خصوصيات ذکر شده در قسمتهاي قبل، نياز به ترکيبي شيميايي براي رواني بيشتر بتن دارند. يکي از اين ترکيبات شيميايي فوقروانکننده ميباشد. فوقروانکننده مصرفي در اين تحقيق، فوقروانکننده نوترال، محصول شرکت بتنشيمي، با اسم مستعار بتنشيمي N 102 ميباشد. اين محصول مطابق با استانداردهاي و ASTM [25] توليد شده و خصوصيات ظاهري آن به صورت زير ميباشد. شکل 2-10 اين محصول را نشان ميدهد.
رنگ: صورتي شفاف
حالت فيزيکي: مايع و فاقد يون کلر
وزن مخصوص:gr/cm3 07/1
PH: حدود 7
از خاصيتهاي ذکر شده در بروشور اين محصول، افزايش رواني بتن، افزايش مقاومت بتن تا 25%، کاهش تمايل مصالح به جداشدگي، افزايش چسبندگي بتن و فولاد و کاهش نفوذپذيري بتن ميباشد. اين شرکت ميزان مصرف اين محصول را 1 تا 2 درصد وزن سيمان مصرفي بيان کرده است.
شکل 2-10- فوقروانکننده مصرفي در اين تحقيق
2-9- مصالح سنگي
مصالح سنگي بكار گرفته شده در بتن عموماً شامل مصالح سنگي ريزدانه (ماسه) و مصالح سنگي درشت‌دانه (شن) ميشود. شن بعنوان مصالح سنگي درشت‌دانه نقش بسيار مهمي را در تحمل بارهاي وارده بر بتن داشته و لذا بكارگيري دانه‌هاي شن با مقاومت بيشتر نظير دانه‌هاي گرانيتي در افزايش مقاومت بتن تأثير بسزايي دارد. همچنين ماسه بعنوان مصالح سنگي ريزدانه جهت پرنمودن فضاي خالي بين دانه‌هاي شن بكار گرفته شده تا بدين ترتيب جسم توپري را فراهم آورده تا بتواند تحت بارهاي اعمالي بخوبي مقاومت نموده و بارهاي وارد بر آن را تحمل نمايد.
در بتن خودمتراکم سبک و معمولي، جهت ارضاي خاصيت پرکنندگي و عدم انسداد، شن مصرفي به شدت کاهش يافته و ماسه، (يا ليکا براي بتن سبک خودمتراکم) جايگزين شن ميشود. مصالح مصرفي در بتن بايد مطابق با استانداردهاي ارائه شده باشد که در زير به آنها پرداخته ميشود.
2-9-1- آزمايش دانهبندي مصالح سنگي
آزمايش دانهبندي جهت تعيين نحوه توزيع اندازه دانه‌هاي سنگي بكار گرفته ميشود كه از طريق جدايش به كمك الك براساس استاندارد 33 ASTMC [37] صورت مي‌گيرد.
آزمايش دانهبندي بر روي مصالح سنگي با وزن معين انجام مي‌گيرد، بدين منظور از دپوي مصالح سنگي آزمايشگاه، به ميزان kg 4 ماسه نمونه‌برداري ميشود. نمونه سنگدانه بايد نماينده كل توده سنگدانه باشد. براي اينكار سعي ميشود نمونه سنگدانه‌ها از قسمتهاي مختلف دپوشده تهيه شود.
نمونه را كاملاً مخلوط نموده و ميزان آنرا به مقدار مناسبي (در حدود kg 2 براي ماسه و kg 3 براي شن) براي انجام آزمايش ميتوان كاهش داد. براي اينكار از روشي موسوم به روش كوارتز يا روش چهار- دو استفاده ميشود. نمونه سنگدانه بر روي يك سطح صاف پخش شده و با وسيله مناسبي به چهار قسمت تقريباً مساوي تقسيم شده و دو قسمت از اين چهار قسمت كه بصورت ضربدري مقابل يكديگر هستند، انتخاب و با هم مخلوط ميشوند. مجدداً اين عمل تكرار شده و سنگدانه‌هاي باقيمانده وزن ميشوند. سپس الكها به ترتيب بزرگي سوراخ از بزرگ به كوچك و از بالا به پائين روي يكديگر قرار داده ميشوند و نمونه سنگدانهاي آماده شده بر روي اولين يا بالاترين الك ريخته ميشود. سپس الكها توسط دست يا لرزاننده به مدت كافي لرزاننده ميشود بگونه‌اي كه اين امكان به تمامي دانه‌ها داده شود تا چندين مرتبه از مجاورت سوراخهاي الكها عبور نمايند. بعد از اتمام الككردن، وزن مصالح باقيمانده روي هر الك، درصد تجمعي مصالح مانده روي هر الك و در پايان درصد تجمعي مصالح عبور كرده از هر الك تعيين ميگردد. با رسم اندازه الكها به عنوان محور افقي در برابر درصد تجمعي مصالح عبور كرده، از هر يك از الكها بعنوان محور عمودي، نمودار دانهبندي مصالح سنگي رسم ميشود. نكتة شايان ذكر آنكه وزن مصالح بعد از الككردن بايستي با وزن اوليه نمونه، مقايسه شده و چنانچه اختلاف مابين اين دو مقدار از 2% تجاوز نمايد در آن صورت نتايج بدست آمده قابل قبول نبوده و آزمايش دوباره بايد صورت پذيرد. تغييرات دانهبندي ميتواند بطور جدي بر يكنواختي بتن تأثير بگذارد. ماسه‌هاي بسيار ريز به دليل نياز به آب بيشتر جهت خيسشدن و در پي آن افزايش سيمان مصرفي، غالباً مقرون به صرفه نبوده حال آنكه از طرفي ديگر، ماسه‌هاي بسيار درشت و يا مخلوطهاي با دانه‌هاي سنگي درشت‌تر، مخلوطهاي خشن بدون كارآيي توليد مي‌كنند [3]. استاندارد ASTM، محدوده‌اي را براي دانهبندي سنگدانه ريز ارائه نموده كه عموماً براي اكثر بتنهاي ساخته شده، رضايت‌بخش ميباشد. اين محدوده كه قسمت استاندارد33 ASTMC [37] براي مصالح سنگي ريزدانه شناخته شده ميباشد، در شکل 2-11 ارائه شده در همين بخش آورده شده است.
شکل 2-11- منحني دانهبندي و محدودههاي مشخص شده دانهبندي ASTM
2-9-2- مدول نرمي ماسه
مدول نرمي شاخصي است براي ريزي سنگدانه‌هاي مصرفي در بتن، بگونه‌اي كه هر چقدر مدول نرمي براي يك سنگدانه مشخص مقداري بزرگتر باشد، سنگدانة مورد نظر درشت‌تر خواهد بود. لازم به ذكر است كه مدول نرمي هيچگونه اطلاعاتي در مورد نحوة توزيع اندازه دانه‌ها در اختيار قرار نداده، بطوريكه دانه‌بندي‌هاي گوناگون سنگدانه ممكن است، مدول نرمي يكسان داشته باشند [3]. مدول نرمي سنگدانه ريز در تخمين نسبتهاي سنگدانه ريز يا درشت در مخلوطهاي بتن، سودمند ميباشد. مطابق با استاندارد ASTM [25]، مدول نرمي سنگدانه‌هاي ريز يا درشت با جمعكردن درصدهاي وزني ماندة تجمعي هر يك از الكها در يك گروه مشخص از الكها (الکهاي نمره 4،
