بررسی مکانیزم تشکیل محصولات C-S-H در خود ترمیمی ریز ترک ها و کاهش نفوذ پذیری بتن سگمنت حاوی افزودنی های کریستال شونده )مطالعه موردی پروژه تونل انحراف آب با دستگاه TBM در مجتمع مس سونگون(

نفوذ آب از طریق منافذ و ریز ترک های موجود در بتن یکی از مهم ترین عوامل موثر بر کاهش دوام و عملکرد بلند مدت سازه های بتنی به شمار می رود. این مسئله در بتن سگمنت مورد استفاده در تونل های انتقال و انحراف آب از اهمیت بیشتری برخوردار است؛ زیرا نفوذ مداوم آب می تواند زمینه تخریب تدریجی بتن را فراهم کند. در سال های اخیر استفاده از افزودنی های کریستال شونده و مواد پوزولانی به عنوان راهکاری مناسب برای کاهش نفوذ پذیری و افزایش قابلیت خود ترمیمی بتن مورد توجه قرار گرفته است. هدف از این پژوهش، بررسی اثر افزودنی کریستال شونده و خاکستر بادی بر مقاومت فشاری، نفوذ پذیری آب و فرآیند خودترمیمی بتن سگمنت می باشد. در این تحقیق سه طرح اختلاط شامل نمونه شاهد، نمونه حاوی ۱ درصد افزودنی کریستال شونده، و نمونه حاوی ترکیب همزمان نمونه حاوی ۱۵ درصد خاکستر بادی و ۱درصد افزودنی کریستال شونده تهیه شد. نمونه های مکعبی با ابعاد ۱۵×۱۵×۱۵ سانتی متر ساخته شده و پس از عمل آوری در سنین ۷ و ۲۸ روز مورد آزمایش قرار گرفتند. به منظور ارزیابی قابلیت خود ترمیمی، ریزترک هایی از طریق بارگذاری فشاری کنترل شده در نمونه ها ایجاد شد. سپس آزمایش های میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز (FT-IR) بر روی نمونه ها انجام گرفت. نتایج نشان داد که استفاده از افزودنی کریستال شونده و خاکستر بادی موجب بهبود عملکرد بتن نسبت به نمونه شاهد گردید. بیشترین مقاومت فشاری و کمترین میزان نفوذ پذیری آب در نمونه حاوی ۱۵ درصد خاکستر بادی و ۱ درصد افزودنی کریستال شونده مشاهده شد. بررسی تصاویر SEM بیانگر کاهش تخلخل و پرشدگی تدریجی منافذ و ریزترک ها توسط محصولات هیدراتاسیون و رسوبات کریستالی بود. همچنین نتایج FT-IR افزایش تشکیل ژل C-S-H و سایر محصولات حاصل از واکنش های هیدراتاسیون را تایید نمود. بر اساس نتایج این پژوهش، استفاده همزمان از خاکستر بادی و افزودنی کریستال شونده می تواند به عنوان روشی موثر برای افزایش دوام، کاهش نفوذ پذیری و بهبود قابلیت خودترمیمی بتن سگمنت در سازه های انتقال آب مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه ها:

بتن ، سگمنت ، خود ترمیمی ، کریستال شونده ، خاکستر بادی ، تونل