بررسی تجربی و تحلیلی خواص مکانیکی و دوام بتن سبک توانمند حاوی درصدهای مختلف پومیس و میکروسیلیس

افزایش مسائل زیست محیطی، اقتصادی و محدودیت منابع انرژی و مواد اولیه در تولید سیمان ضرورت استفاده از مواد جایگزین را تقویت می کند. در این راستا سه سری خاک شامل ماسه با درصدهای مختلف لای یا خاک طبیعی از نظر (GSS)، و خاک تثبیت شده با ژئوپلیمر بر پایه پودر شیشه و کاربید کلسیم (CSS) خاک تثبیت شده با سیمان و سه محوری (UCS) رفتار مکانیکی و دینامیکی بررسی شدند نمونه ها تحت آزمایش های مقاومت فشاری تک محوره سیکلی در فشار محصور کننده و کرنش برشی مختلف و برای درصدهای لای، ۱۰، ۲۵ و ۵۰ درصد ارزیابی شدند. تهیه و نسبت بهینه که بیشترین مقاومت فشاری را ایجاد می کند طرح های اختلاط گوناگون ژئوپلیمری برای آزمایش می کرد تعیین شد. نتایج نشان داد ژئوپلیمر تولید شده در تثبیت خاک موثر بوده و بهترین ترکیب شامل شیشه، کاربید کلسیم و %۲۵ لای است مقادیر بالاتر یا کمتر از این محدوده موجب کاهش مقاومت می شود. مقاومت فشاری خاک ژئوپلیمر بهینه حدود ۱۶ درصد بیشتر از خاک تثبیت شده با سیمان بود. همچنین افزایش تنش محصور د رکننده موجب بهبود مدول برشی در کرنش های کوچک شد در حالی که اثر چندانی بر میرایی نداشت. مقاومت فشاری، سختی و مدول برشی خاک ژئوپلیمری نسبت به خاک سیمانی بیشتر و میرایی آن کمتر بود. مقاومت برشی و میرایی نیز با افزایش ریزدانه تا حدود ۵۰% لای رشد یافت. از سوی دیگر یکی از چالش های مهم در طراحی لرزه ای سازه ها وزن مرده بالای بتن است؛ بنابراین تولید بتن سبک با خواص مکانیکی مناسب می تواند ضمن کاهش بار مرده اثرات زلزله را کنترل و طرح را اقتصادی تر کند. در این پژوهش درصدهای مختلف پومیس و میکروسیلیس به عنوان جایگزین سیمان بررسی شد نسبت آب به سیمان ۰.۳۵ و مقدار روان کننده ثابت نگه داشته شد. نتایج آزمایش های ۷ و ۲۸ روزه نشان داد جایگزینی پومیس تا حدی مقاومت را افزایش می دهد. بیشترین مقاومت فشاری از ترکیب %۲ نانوسیلیس و ۷.۵% میکروسیلیس به دست آمد. استفاده از نانوسیلیس تا ۴% باعث کاهش کرنش جمع شدگی و بهبود مدول دینامیکی شد همچنین ترکیب %۲ پومیس و %۷.۵ میکروسیلیس موجب کاهش کرنش گردید اما استفاده از پومیس با مقادیر بالاتر میکروسیلیس افت خواص مکانیکی را در پی داشت.

کلیدواژه ها:

پومیس ، میکروسیلیس ، بتن سبک دانه ، خواص مکانیکی