بررسی آزمایشگاهی رفتار مکانیکی- شیمیایی ترکیب سیمان پرتلند و کلسیم سولفوآلومینا تحت سیکل های حرارتی

نویسندگان

1 دانشگاه آزاد واحد تهران جنوب/ رئیس هیئت مدیره کارخانه فناوری بتن پیش‌ساخته شیراز اسکان و شرکت مهندسی‌سازان، شیراز

2 گروه عمران و معماری، دانشگاه ملی مهارت تهران/ مشاور واحد بتن و کامپوزیت کارخانه فناوری پیش‌ساخته شیراز اسکان، شیراز

3 گروه مهندسی عمران، دانشگاه هرمزگان، بندرعباس/ کارشناس ارشد بتن و کامپوزیت کارخانه فناوری پیش‌ساخته شیراز اسکان، شیراز اسکان

doi
10.22034/ceej.2025.67180.2435
چکیده

توسعه‌ بتن‌های زودگیر و اقتصادی، به‌ویژه در فناوری تولید قطعات پیش‌ساخته، در سال‌های اخیر توجه بسیاری از پژوهشگران حوزه‌ ساخت‌وساز را به خود جلب کرده است. در این مطالعه، از دو نوع سیمان کلسیم‌سولفوآلومینات IRC40 و IRC50 برای ساخت ملات‌های سیمانی استفاده شد و خواص مکانیکی، ترکیب شیمیایی و ریزساختار این مواد در ترکیب با سیمان پرتلند، پیش و پس از اعمال ۲۴ سیکل شوک حرارتی، مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد تشکیل فازهای پایدار و مقاومی چون اترینگایت (Ettringite) و آلومینات (Aluminate) در سنین اولیه، نقش کلیدی در افزایش مقاومت فشاری این سیمان‌ها نسبت به سیمان پرتلند دارد. مقاومت فشاری یک‌روزه‌ سیمان‌های IRC50 و IRC40 به­‌ترتیب ۲۹% و ۱۸% بیش‌تر از سیمان پرتلند به‌دست آمد. همچنین، با افزودن %۱۰ وزنی از این سیمان‌ها به سیمان پرتلند، مقاومت فشاری آن به‌ترتیب به 3%/14 و 9% افزایش یافت. از نظر پایداری حرارتی، IRC50 و  IRC40 به‌دلیل محتوای پایین‌تر CaO عملکرد بهتری از خود نشان دادند؛ به‌طوری‌که پس از اعمال شوک حرارتی، مقاومت فشاری آن‌ها به‌ترتیب ۴۵% و ۲۶% بیش‌تر از نمونه پرتلند ثبت شد. در ترکیب‌های دوگانه، افزودن IRC50 موجب بهبود %3/9 و افزودن IRC40 باعث افت %4/7 در مقاومت فشاری در مقایسه با حالت مرجع گردید. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و آنالیزهای شیمیایی نیز حاکی از آن بود که فازهای AFt در مراحل ابتدایی گیرش و حتی پس از اعمال تنش حرارتی، از پایدارترین و متراکم‌ترین فازها باقی مانده‌اند و با حفظ ساختار متراکم خمیر سیمانی، به کاهش ترک‌های حرارتی، کاهش جذب آب، بهبود وزن مخصوص و افزایش مقاومت فشاری نسبت به خمیر سیمان پرتلند منجر شده‌اند.