مطالعه آزمایشگاهی اثر واکنش قلیایی- سیلیسی سنگ‌دانه بر رفتار پیوستگی بین بتن و میلگرد - دانشکده فنی و مهندسی
مطالعه آزمایشگاهی اثر واکنش قلیایی- سیلیسی سنگ‌دانه بر رفتار پیوستگی بین بتن و میلگرد
نوع: Type: رساله
مقطع: Segment: دکتری
عنوان: Title: مطالعه آزمایشگاهی اثر واکنش قلیایی- سیلیسی سنگ‌دانه بر رفتار پیوستگی بین بتن و میلگرد
ارائه دهنده: Provider: مریم عباسیان طائب - مهندسی عمران
اساتید راهنما: Supervisors: فریدون رضایی
اساتید مشاور: Advisory Professors: ابراهیم قیاسوند
اساتید ممتحن یا داور: Examining professors or referees: مرتضی مدح خوان- مصطفی مقدسی- غلامرضا قهرمانی
زمان و تاریخ ارائه: Time and date of presentation: ساعت 10 - 1403/6/28
مکان ارائه: Place of presentation: آمفی تاتر
چکیده: Abstract: واکنش قلیایی– سیلیسی به عنوان یکی از دلایل تخریب سازه‌های بتنی در گذر زمان و تهدیدی برای دوام آن‌ها است. این واکنش موجب انبساط، ترک خوردن و به دنبال آن از دست رفتن مقاومت بتن می‌شود. درنتیجه عملکرد پیوستگی بتن و میلگرد که تابعی از مقاومت بتن می‌باشد، آسیب می‌بیند. مشخصات مختلف سنگ‌دانه واکنش‌زا، بویژه اندازه سنگ‌دانه یکی از پارامترهای تأثیرگذار بر انبساط ناشی از واکنش قلیایی- سیلیسی است. نسبت آب به سیمان هم یکی از مهمترین پارامترهای تأثیرگذار بر مقاومت و دوام انواع بتن می‌باشد. لذا، در این پژوهش به بررسی کمی تأثیر ریزدانه یا درشت‌دانه بودن سنگ‌دانه واکنش‌زا و تغییرات نسبت آب به سیمان بر مقاومت پیوستگی بتن به دو روش بیرون‌کشیدگی و تیر تحت این واکنش پرداخته شد. همچنین میزان تأثیرگذاری سنگ‌دانه‌ی ریز و درشت واکنش‌زا بر مشخصات مکانیکی بتن شامل مقاومت فشاری، کششی و مدول گسیختگی و نیز میزان انبساط رخ‌داده در بتن ناشی از واکنش قلیایی– سیلیسی در گذر زمان بررسی شد. بدین‌منظور، شش مخلوط بتنی از ترکیب‌های مختلف درشت‌دانه و ریزدانه واکنش‌زا و غیرواکنش‌زا با نسبت‌های آب به سیمان 45/0، 5/0 و 55/0 ساخته شد. سپس تعدادی نمونه مکعبی، منشوری، استوانه‌ای، بیرون‌کشیدگی با میلگردهای به قطر 12 و 16 میلی‌متر (در مجموع 180 آزمونه) و 4 تیر بتنی با میلگرد به قطر 16 میلی‌متر ساخته و در محلول سدیم هیدروکسید به مدت 90 و 180 روز غوطه‌ور شد. نتایج نشان داد، واکنش قلیایی- سیلیسی در گذر زمان موجب کاهش مقاومت فشاری، کششی و مدول گسیختگی و مقاومت پیوستگی بتن به هر دو روش شد و با کاهش اندازه سنگ‌دانه واکنش‌زا افت مقاومت‌ها و رشد انبساط تشدید یافت. با افزایش قطر میلگرد از 12 به 16 میلی‌متر در آزمایش بیرون‌کشیدگی، مقاومت پیوستگی در اثر واکنش بیش‌تر کاسته شد. همچنین، تغییر اندازه سنگ‌دانه‌های واکنش‌زا، نسبت آب به سیمان یا مدت غوطه‌وری هیچ تأثیری بر مود گسیختگی نمونه‌های بیرون‌کشیدگی مشابه مسلح با میلگرد به قطر 12 میلی‌متر نداشت. اما با تغییر قطر میلگرد از 12 به 16 میلی‌متر، وقوع واکنش باعث تغییر مود گسیختگی نمونه‌ها از لغزش میلگرد به شکافت بتن شد. در نهایت، یک مدل لغزش- پیوستگی برای نمونه‌های بیرون‌کشیدگی مورد آزمایش پیشنهاد شد. با پیشرفت واکنش قلیایی- سیلیسی ظرفیت جذب انرژی نمونه‌های تیر و بیرون‌کشیدگی کاهش یافت. کاهش اندازه سنگ‌دانه واکنش‌زا موجب کاهش بیش‌تر ظرفیت جذب انرژی کلیه نمونه‌های تیر و اغلب نمونه‌های بیرون‌کشیدگی شد. وقوع واکنش منجر به کاهش سختی پیوستگی کلیه نمونه‌های تیر و نمونه‌های بیرون‌کشیدگی با میلگردهای به قطر 12 میلی‌متر شد و با کاهش اندازه سنگ‌دانه‌های واکنش‌زا زوال سختی تشدید یافت. اما تأثیر بسزایی روی سختی نمونه‌های بیرون‌کشیدگی با قطر 16 میلی‌متر نداشت. روش انجام آزمایش بر رفتار پیوستگی نمونه‌ها، مود گسیختگی و منحنی تنش پیوستگی- لغزش آن‌ها تأثیر داشت. بنابراین توصیه می‌شود، برای مطالعاتی که نیاز به اندازه‌گیری مقدار واقعی تنش پیوستگی بین میلگرد و بتن آسیب‌دیده ناشی از واکنش قلیایی- سیلیسی می‌باشد، از روش تیر استفاده شود. از طرفی کاهش هرچه بیش‌تر نسبت آب به سیمان برای کنترل افت مقاومت‌های مکانیکی بتن ناشی از واکنش قلیایی- سیلیسی همواره مؤثر نیست، بلکه یک نسبت بهینه وجود دارد. با افزایش نسبت آب به سیمان، افت مقاومت پیوستگی نمونه‌های بیرون‌کشیدگی مسلح با میلگرد به قطر 12 میلی‌متر شدت یافت، اما در مورد نمونه‌های مسلح با میلگرد به قطر 16 میلی‌متر، افت مقاومت پیوستگی و تغییرات نسبت آب به سیمان روند ثابتی نداشت. هر دو گزینه کاهش نسبت آب به سیمان یا تعویض سنگ‌دانه واکنش‌زا، راهکار مناسبی برای بهبود رفتار پیوستگی بتن آسیب‌دیده ناشی از واکنش قلیایی– سیلیسی بود. اما با پیشرفت واکنش در بلند مدت، تأثیر گزینه اول کم‌رنگ‌تر شد. همچنین به نظر می‌رسد، گزینه دوم، راهکار مناسب‌تری برای کنترل تأثیرات منفی این واکنش بر رفتار پیوستگی میلگردهای قطورتر در بلند مدت باشد.
فایل: ّFile: دانلود فایل