مطالعه آزمایشگاهی و تطبیقی میزان افت مقاومت فشاری بتن های حاوی میکروسیلیس و پلی پروپیلن در شرایط کربناتاسیون و حریق همزمان

علیرغم عملکرد بهتر سازه های بتن آرمه نسبت به سازه های فولادی در برابر حریق ، همچنان حریق یکی از مخاطرات مهم سازه های بتن آرمه به شمار می رود که می تواند موجب افت خواص مکانیکی و حتی تخریب سازه ای گردد و با توجه به قرارگیری این سازه های شهری در معرض غلظت بالای کربن دی اکسید همزمانی حریق و کربناتاسیون می تواند تهدید جدی برای زیرساخت های شهری باشد. به همین دلیل، بهبود عملکرد بتن در برابر دماهای بالا نقش مهمی در افزایش ایمنی سازه دارد. در این پژوهش، مطالعه ی آزمایشگاهی با هدف مقایسه رفتار مکانیکی دو نوع بتن شامل بتن حاوی ۱۰٪ میکروسیلیس و بتن مسلح شده با ۲٪ الیاف پلی پروپیلن (PP) انجام شد. ابتدا نمونه ها تحت شرایط استاندارد عمل آوری شده و مقاومت فشاری آن ها در دمای محیط اندازه گیری گردید. سپس نمونه ها در محفظه کربناتاسیون به مدت ۳۰روز تحت شرایط کنترل شده کربناتاسیون تسریع شده را طی کردند در انتها در معرض حرارت های ۴۰۰ ،۶۰۰و۸۰۰ درجه سانتی گراد قرار گرفته و پس از سرد شدن، مقاومت فشاری مجددا ارزیابی شد. نتایج نشان داد با افزایش دما، مقاومت فشاری هر دو نوع بتن کاهش یافت، اما میزان افت مقاومت در بتن دارای میکروسیلیس کمتر بود. این موضوع را می توان ناشی از ریزساختار متراکم تر و کاهش نفوذپذیری در اثر واکنش پوزولانی میکروسیلیس دانست. از سوی دیگر، الیاف PP در دماهای بالاتر از حدود ۲۰۰ درجه سانتی گراد ذوب شده و منجر به ایجاد کانال هایی در ماتریس سیمانی می گردد که به خروج بخار آب و کاهش آسیب ناشی از تنش های حرارتی کمک می کند. بنابراین اگرچه بتن الیافی از نظر مقاومت فشاری پس از حریق عملکرد ضعیف تری نسبت به بتن میکروسیلیسی دارد، اما از نظر پایداری و مقاومت در برابر ترک های ناشی از فشار داخلی و همچنین از منظر مقاومت در برابر کربناتاسیون، مزیت قابل توجهی ارائه می دهد. در نتیجه انتخاب نوع افزودنی به بتن برای بهبود عملکرد در حریق وابسته به نوع سازه، خطرات احتمالی تهدید کننده سازه و شرایط خاص هر پروژه است . به طور کلی می توان میکروسیلیس را در موضوع حریق انتخاب بهتری دانست اگرچه ترکیب همزمان میکروسیلیس و الیاف PP می تواند گزینه ای کارآمد برای بهبود رفتار بتن در دماهای بالا باشد.

کلیدواژه ها:

بتن ، مقاومت فشاری ، میکروسیلیس ، پلی پروپیلن ، حریق