بررسي تاثير استفاده از سراميك هاي دور ريز پرسلان به عنوان سنگ دانه در كامپوزيت هاي ژئوپليمري مسلح شده با الياف (FRGC) تحت اثر دما

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي عمران

كارشناسي ارشد

ساختار بتن تحت اثر حرارت¬هاي بالا دچار تغييرات فيزيكي و شيميايي مي¬شود؛ كه اين تغييرات موجب كاهش در مقاومت آن و در نهايت منجر به تخريب آن مي¬شود. با توجه به افزايش روز افزون كاربرد بتن در صنايع كوچك و بزرگ و استفاده از صنايع مختلف از حرارت¬هاي بالا، رفع ضعف¬هاي اين ماده در برابر حرارت از اهميت ويژه¬اي برخوردار است. جاي¬گزيني مصالح مقاوم در برابر حرارت به جاي مصالح مرسوم مورد استفاده در بتن، مي¬تواند مقاومت آن را در برابر حرارت افزايش و ميزان كاهش مقاومت ناشي از قرار گرفتن در برابر حرارت را به كاهش دهد. از سوي ديگر، استفاده از مواد ژئوپليمري به جاي سيمان پرتلند معمولي مي¬تواند مقاومت بتن و عملكرد آن را در برابر حرارت بهبود ببخشد؛ زيرا بتن ساخته شده با سيمان پرتلند معمولي مقاومت خود را پس از قرار گرفتن در دماي 600 درجه¬ي سانتي¬گراد از دست مي¬دهد. استفاده از الياف مناسب نيز مي¬تواند عملكرد بتن را در برابر حرارت بهبود ببخشد. استفاده از الياف، از پديده¬ي جدا شدگي پوسته¬ي بتن جلوگيري مي¬كند، فشار منفذي ناشي از تبخير آب درون بتن را كاهش مي¬دهد و مقاومت فشاري، كششي و خمشي بتن در معرض حرارت¬هاي بالا را افزايش مي¬دهد. در اين تحقيق ضايعات سراميك پرسلان در نسبت¬هاي مختلف جاي¬گزين سنگ¬دانه¬ي كامپوزيت ژئوپليمري مسلح شده با الياف (FRGC) شده است. استفاده از اين ضايعات در بتن نه تنها باعث كاهش آلودگي¬هاي زيست¬ محيطي و استفاده¬ي مجدد از يك مصالح غير قابل بازيافت مي¬شود، بلكه خصوصيات و ويژگي¬هاي بتن را بهبود مي¬بخشد. براي تسليح اين كامپوزيت¬ها از الياف فولادي و پلي¬پروپيلن (PP) به صورت تركيبي استفاده شده است. به علت جديد بودن تكنولوژي ساخت بتن¬هاي ژئوپليمري، اصلي-ترين چالش اين تحقيق دست¬ يابي به طرح اختلاط با بالاترين مقاومت فشاري ممكن با استفاده از مصالح ساده و محلي است. براي ساخت بتن ژئوپليمري از سرباره¬ي كوره¬ي آهن گدازي به عنوان ماده¬ي پيش¬ساز (منبع آلوميناسيليكاتي) و از سيليكات سديم به عنوان فعال¬كننده¬ي قليايي استفاده شد. پس از دست يابي به طرح اختلاط موردنظر به آن¬ها الياف اضافه شد و ضايعات سراميك پرسلان با نسبت¬هاي 0%، 25%، 50%، 75% و 100% جاي¬گزين سنگ¬ دانه شدند و نمونه¬ها پس از 28 روز عمل¬آوري تحت دماهاي 27، 400 و 800 درجه¬ي سانتي¬گراد قرار گرفتند و بر آن¬ها آزمايش¬هاي مورد نظر انجام شد. به منظور بررسي تاثير الياف بر بهبود عملكرد كامپوزيت¬ها، نمونه¬هاي بتن ژئوپليمري (بدون الياف) ساخته و در آن¬ها ضايعات سراميك پرسلان با نسبت¬هاي 0%، 50% و 100% جاي¬گزين سنگ¬دانه شدند. نتايج نشان داد كليه¬ي نمونه¬هاي ساخته شده پس از قرار گرفتن در دماهاي بالا دچار كاهش مقاومت شدند؛ اما نمونه¬هاي داراي ضايعات سراميك پرسلان ميزان كاهش مقاومت در آن¬ها كم¬تر بوده و عملكرد كامپوزيت¬ها را در برابر حرارت بهبود بخشيدند. استفاده از ضايعات سراميك پرسلان به جاي سنگ دانه باعث شد مقاومت فشاري، كششي و خمشي كامپوزيت¬هاي ژئوپليمري مسلح شده با الياف پس از قرار گرفتن در دماي 800 درجه¬ي سانتي¬گراد به ترتيب 6/12%، 2/4% و 2/18% بهبود يابد. جاي¬گزيني ضايعات سراميك پرسلان به ميزان 50% و 75% سنگ دانه¬ي كامپوزيت، باعث شد ميزان طاقت خمشي نمونه¬ها در دماي محيط و پس از قرارگفتن در دماي 400 درجه¬ي سانتي¬گراد به ترتيب 6/53% و 7/6% افزايش يابد. هم¬چنين استفاده از الياف تركيبي باعث شد عملكرد بتن ژئوپليمري در برابر حرارت بهبود يابد و مقاومت فشاري، كششي و خمشي آن در برابر حرارت افزايش يابد.

230899

سازه

مهندسي عمران

دانشگاه صنعتي اصفهان