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

توسعه بتن های زودگیر و اقتصادی، به ویژه در فناوری تولید قطعات پیش ساخته، در سال های اخیر توجه بسیاری از پژوهشگران حوزه ساخت وساز را به خود جلب کرده است. در این مطالعه، از دو نوع سیمان کلسیم سولفوآلومینات IRC۴۰ و IRC۵۰ برای ساخت ملات های 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 سیمان ها نسبت به سیمان پرتلند دارد. مقاومت فشاری یک روزه سیمان های IRC۵۰ و IRC۴۰ به­ ترتیب ۲۹% و ۱۸% بیش تر از سیمان پرتلند به دست آمد. همچنین، با افزودن %۱۰ وزنی از این سیمان ها به سیمان پرتلند، مقاومت فشاری آن به ترتیب به ۳%/۱۴ و ۹% افزایش یافت. از نظر پایداری حرارتی، IRC۵۰ و  IRC۴۰ به دلیل محتوای پایین تر CaO عملکرد بهتری از خود نشان دادند؛ به طوری که پس از اعمال شوک حرارتی، مقاومت فشاری آن ها به ترتیب ۴۵% و ۲۶% بیش تر از نمونه پرتلند ثبت شد. در ترکیب های دوگانه، افزودن IRC۵۰ موجب بهبود %۳/۹ و افزودن IRC۴۰ باعث افت %۴/۷ 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 متراکم ترین فازها باقی مانده اند و با حفظ ساختار متراکم خمیر سیمانی، به کاهش ترک های حرارتی، کاهش جذب آب، بهبود وزن مخصوص و افزایش مقاومت فشاری نسبت به خمیر سیمان پرتلند منجر شده اند.

کلیدواژه ها:

سیمان کلسیم سولفوآلومینا ، خواص مکانیکی ، تنش حرارتی ، آنالیز شیمیایی ، ملات زودگیر