در سالهای اخیر مطالعات و پژوهشهای بسیاری در حیطه استفاده از مواد ضایعاتی در بتن انجام شده است. به طور کلی ضایعات مورد استفاده در بتن به دو گروه تقسیم می‌شوند ، گروهی از ضایعات هستند که خواص پوزولانی داشته و جایگزین بخشی از مواد سیمانی در بتن می‌شوند و گروه دیگر ضایعاتی هستند که نقش پر کنندگی داشته و جایگزین سنگ دانه‌ها در بتن می‌شوند.
مواد ضایعاتی به عنوان جایگزین سنگ دانه
ضایعات LCD
her-Yung Wang اثر جایگزینی مقادیر ۲۰، ۴۰، ۶۰، و ۸۰ درصد از ماسه‌ی طبیعی با ریزدانه‌های حاصل از خرد کردن LCD را بر خواص مکانیکی بتن‌های با مقاومت طراحی ۲۱، ۲۸،۳۵ مگا پاسکال در سن ۲۸ روز مورد مطالعه قرار داد.
افزایش درصد جایگزینی ریزدانه‌های LCD خرد شده با کاهش مقاومت فشاری در هر سه گروه طرح‌های اختلاط همراه بوده است. اما مقاومت فشاری تمامی طرح‌ها بیشتر از مقاومت فشاری طراحی در طن ۲۸ روز اندازه‌گیری شده است، همچنین برای طرح حاوی ۲۰ درصد جایگزینی تقریبا نتایج مشابهی با طرح شاهد در سن ۹۰ روز گزارش شده است. مقایسه نمودارهای تغییرات مقاومت فشاری بر حسب درصد جایگزینی ضایعات نشان می‌دهد که اثر منفی ناشی از جایگزینی LCD با افزایش عیار سیمان و کاهش نسبت آب به سیمان کمتر شده است.
آزمون مقاومت کششی نیز نتایجی مشابه با مقاومت فشاری در این مطالعه را نشان داده است. مشاهده می‌شود که برای طرح‌های با مقاومت طراحی ۲۱ مگا پاسکال جایگزینی مقادیر متفاوت LCD ضایعاتی، کاهش شدید مقاومت کششی به روش دو نیم شدن را سبب شده است، اما کاهش مقاومت ناچیزی با افزایش جایگزینی این ماده در طرح‌های با مقاومت طراحی ۲۸ و ۳۵ مگا پاسکال مشاهده می‌شود.
همچنین برای طرح حاوی ۲۰ درصد ضایعات LCD برای هر سه گروه طرح‌ها مقاومت کششی ۹۰ روزه بیشتری گزارش شده است.
تغییرات مدول الاستیسیته طرح‌های با عیار و نسبت آب به سیمان متفاوت، از افزایش قابل توجه این پارامتر با جایگزینی ۲۰ درصد از ماسه طبیعی با ضایعات LCD خبر می‌دهد. این در حالیست که افزایش درصد جایگزینی با کاهش خط مدول الاستیسیته همراه است.
ماهیت نارسانا و آب گریزی ریزدانه‌های ضایعاتی LCD سبب شده است که افزایش درصد جایگزینی این ضایعات سبب افزایش قابل توجه مقاومت الکتریکی نمونه‌های سخت شده شود، بطوری که عدد اندازه‌گیری شده برای طرح حاوی ۸۰ درصد LCD در سن ۹۰ روز تقریبا دو برابر عدد گزارش شده برای طرح شاهد در هر سه گروه طرح‌های اختلاط می‌باشد.
نتایج کاهش وزن نمونه‌ها در محیط خورنده سولفاتی در سیکلهای متوالی‌تر و خشک نیز نشان دهنده بهبود عملکرد به معنای کاهش وزن کمتر با افزایش درصد جایگزینی ریزدانه‌های LCD ضایعاتی می‌باشد. به طوری که کمترین میزان کاهش وزن برای نمونه‌های حاوی ۸۰ درصد ریزدانه LCD گزارش شده است.
نتایج آزمایش اندازه‌گیری میزان شار عبوری از نمونه‌های سخت شده به‌عنوان یک روش تسریع شده ارزیابی دوام در برابر نفوذ یون کلراید، روند کاهشی میزان شار عبوری با افزایش درصد جایگزینی ضایعاتLCD را نشان می‌دهد. اما میزان این کاهش تا مقادیر جایگزینی ۶۰ درصد قابل توجه نبوده است، ولی افزایش درصد جایگزینی به ۸۰ درصد با افت ناگهانی به معنای کاهش احتمال خوردگی همراه است.
در آزمایش غیر مخرب اندازه‌گیری سرعت عبور امواج اولتراسونیک نیز، سرعت‌های بالاتری برای طرح‌های حاوی LCD ضایعاتی در مقایسه با طرح شاهد را نشان می‌دهد. سرعت امواج اولتراسونیک برای همه طرح‌ها در سن ۲۸ روز در رده خوب قرار گرفته است.
تصاویر گرفته شده به وسیله میکروسکوپ نوری از طرح حاوی ریزدانه‌های LCD ضایعاتی نشان می‌دهد که این ریز دانه بطور کاملا متراکمی توسط خمیر سیمان احاطه شده است.
همچنین تصاویر میکروسکوپ الکترونی، ساختار متراکم‌تر ژل C-S-H هیدراته در فاز انتقالی بین ریزدانه‌های LCD و ماتریس سیمان در مقایسه با طرح شاهد را نشان می‌دهد، که این نکته علت کاهش نفوذپذیری و عملکرد بهتر در آزمایشهای دوام باشد.
Wang-Her-Yung همچنین در مطالعه دیگری اثر جایگزینی مقادیر ۱۰،۲۰ و ۳۰ درصد از ماسه طبیعی را با ریزدانه‌های ضایعاتی LCD در بتن‌های با مقاومت غیرسازه‌ای بررسی کرد. طرح‌های مورد مطالعه با نسبت‌های آب به مواد سیمانی ۱٫۱،۱٫۳ و ۱٫۵ و عیار سیمان ۱۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب و همچنین ۱۰ کیلوگرم خاکستر بادی و ۱۰ کیلوگرم بر متر مکعب پودر LCD ساخته شدند.
در طرح‌های اختلاط ارائه شده توسط Wang کاهش مقاومت فشاری با افزایش درصد جایگزینی LCD مشاهده می‌شود اما قابل ذکر است که در طرح‌های با نسبت آب به سیمان بالاتر، افزایش درصد جایگزینیLCD کاهش مقاومت ناچیزی به همراه دارد.
نتایج آزمایشهای اندازه‌گیری سرعت امواج اولتراسونیک و مقاومت الکتریکی در این مطالعه نیز مشابه با روند گزارش شده برای بتن‌های سازه‌ای می‌باشد، بطوریکه با افزایش درصد جایگزینی ریزدانه‌های LCD ضایعاتی سرعت امواج و مقاومت الکتریکی افزایش می‌یابد.
نتابج ارائه شده در مطالعه Wen-Liang Hung و Her-Yung Wang در خصوص دوام بتن‌های خودتراکم حاوی ریزدانه‌های LCD ضایعاتی نیز عملکرد بهتر طرح‌های حاوی این ضایعات را نسبت به طرح شاهد نشان می‌دهد. در شکل زیر کاهش شار عبوری که معرف میزان نفوذ یون کلراید می‌باشد و همچنین کاهش درصد نفوذپذیری بتن با افزایش درصد ریزدانه‌های LCD ضایعاتی نشان داده شده است.
در شکل زیر نیز مشاهده می‌شود که از میزان کاهش وزن ناشی از حضور نمونه‌ها در محیط سولفاتی با افزایش درصد جایگزینی ریزدانه‌های LCD کاسته شده است.
در آزمایشی دیگر پیرامون استفاده از ریزدانه‌های LCD ضایعاتی در بتن‌ها با نسبت آب به سیمان بالا افزایش میزان افت ارتفاع و قطر پخش شدگی در آزمایش جریان اسلامپ را در نتیجه افزایش درصد جایگرینی LCD ضایعاتی گزارش کردند.
همچنین در این مطالعه کاهش وزن مخصوص و افزایش زمان گیرش نهایی بتن با افزایش درصد جایگزینی LCD ضایعاتی نیز گزارش شده است.
در آزمایشهای دیگر درباره بتن خود متراکم حاوی ریزدانه های LCD نیز نتایج مشابهی گزارش شده است.
اندازه گیری میزان انقباض نمونه های بتن سخت شده غیرسازه ای افزایش قابل توجه میزان جمع شدگی را با افزایش درصد جایگزینی ریزدانه‌های LCD نشان داده است بطوری که انقباض نمونه‌های حاوی ۳۰ درصد از این ضایعات در سن ۹۰ روز در حدود سه برابر عدد متناظر برای طرح شاهد اندازه گیری شده است.
دیدگاهتان را بنویسید