بررسی استفاده از پومیس در بتن خاکی خودمتراکم از منظر مقاومت مکانیکی، ریزساختار و تحلیل چرخه عمر
نویسندگان
1 دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی عمران، آب و محیط زیست، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران
2 استادیار - گروه سازه و زلزله، دانشکده مهندسی عمران، آب و محیط زیست - دانشگاه شهید بهشتی - تهران - ایران
3 دانش آموخته دکتری، دانشکده مهندسی عمران، آب و محیطزیست، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران
doi
10.22065/jsce.2024.470374.3479چکیده
بدیهی است که با افزایش آگاهی نسبت به گرم شدن کره زمین، ساخت و سازهای مبتنی بر خاک مورد توجه مجدد قرار گرفته است. بدین منظور، مطالعهای جامع در جهت امکان سازی استفاده از بتن خاکی خودمتراکم حاوی پومیس به عنوان جایگزین سیمان در بتن با انجام آزمایشات مختلف انجام گردیده است. از این رو، آزمایشاتی جهت مطالعه مقاومت مکانیکی، ریزساختاری و تحلیل چرخه عمر بر روی بتن خاکی خودمتراکم حاوی درصد های مختلف جایگزینی پومیس با سیمان انجام شده است. ابتدا، مخلوطهایی حاوی سیمان، پومیس و 3 نوع خاک مختلف جهت تعیین خاک بهینه در جهت ساخت بتن از منظر نتایج مقاومت فشاری، مشخصات شیمیایی، و میزان روانکننده مورد نیاز بررسی گردید. نتایج آزمایشات حالت تازه نشان داد، برای حفظ محدوده استاندارد حالت تازه بتن خاکی خودمتراکم، با افزایش میزان جایگزینی پومیس میزان روانکننده مورد نیاز کاهش مییابد. همچنین، با افزایش میزان جایگزینی پومیس، میزان مقاومت فشاری در سنین اولیه نگهداری کاهش قابل ملاحظهای به همراه دارد. اما با گذشت زمان بواسطه خواص پوزولانی پومیس، مقامت فشاری افزایش مییابد. نتایج آزمایش تنش-کرنش نشان داد، مود شکست نمونهها بواسطه جایگزینی پومیس به جای سیمان در سنین اولیه نگهداری ترد و شکننده میباشند. با افزایش میزان پومیس در مدت نگهداری بالاتر، شکلپذیری و کرنش قابل تحمل بتن در زمان نگهداری بیشتر، افزایش مییابد. بررسی نتایج ریز ساختار نشان داد، در سنین اولیه نگهداری میزان فضای خالی و ترک در نمونهها بواسطه عدم حضور سیمان کافی و تکمیل فرآیند هیدراتاسیون افزایش مییابد. همچنین، در مدت زمان نگهداری 90 روز، بواسطه خواص پوزولانی پومیس شاهد افزایش فازهای CH و CSH بودهایم. تحلیل چرخه عمر بر اساس روش ReCiPe 2016 نشان می-دهد، افزایش جایگزینی پومیس تاثیر بسزایی در کاهش آسیبهای محیط زیستی بتن دارد. همچنین بر اساس نتایج، میزان انتشار CO2 در جایگزینی 35%محتوای سیمان با پومیس به میزان 22/31% کاهش مییابد.