مروری بر تحولات اخیر در بتن سبز

نگرانی اولیه بتن سیمانی پرتلند معمولی (PCC) با میزان انبوه مصرف جهانی سیمان و سنگدانه های درشت طبیعی (NCA) مرتبط است که از یک سو باعث کاهش منابع طبیعی و از سوی دیگر مشکلات اکولوژیکی می شود. در نتیجه مفهوم بتن سبز (GC) با جایگزینی سیمان با مواد سیمانی تکمیلی (SCMs مانند سرباره کوره بلند دانه بندی شده (GGBFS)، خاکستر بادی (FA)، دوده سیلیس (SF) و متاکائولین (MK)، یا جایگزینی NCA با سنگدانه های درشت بازیافتی می تواند نقش اساسی در مقابله با تهدید زیست محیطی PCC داشته باشد. در حال حاضر ادبیات رو به رشدی وجود دارد که بر اهمیت پیاده سازی GC در کاربردهای بتن تاکید می کند. بنابراین این مقاله یک بررسی نظام مند ادبیات را از طریق پایگاه داده ادبیات بررسی شده Scopus انجام داده است. در مجموع ۱۱۴ مقاله بررسی شد که حوزه های زیر را پوشش می دهد: (۱) مزایای پایداری GC (۲) رفتار مکانیکی GC از نظر مقاومت فشاری (۳) خواص دوام GC تحت چندین قرار گرفتن در معرض محیط (۴) ساختاری عملکرد GC در تیرهای تقویت شده در مقیاس بزرگ تحت برش و خمش و (۵) بررسی تحلیلی که ظرفیت های برشی GC را مقایسه می کند با تیرهای آزمایش شده قبلی با کدهای طراحی اصلی و مدل های پیشنهادی. بر اساس این بررسی خواننده می تواند سطح جایگزینی بهینه سیمان را با یکی از SCMها انتخاب کند برای دستیابی به محدوده مقاومت بتن مشخصی که مناسب یک کاربرد بتن خاص باشد. همچنین تجزیه و تحلیل عملکرد دوام نشان داد که افزودن SCM در بتن در معرض دمای بالاتر از ۴۰۰ درجه سانتیگراد توصیه نمی شود. علاوه بر این ترکیب GGBFS با FA در یک مخلوط بتن از نظر مقاومت طولانی مدت در برابر حمله سولفات برتر از PCC بود. بارزترین مشاهداتی که از مقایسه داده های تیرهای آزمایش شده تجربی با معادلات طراحی برشی بتن موجود به دست می آید این است که تیرها تا ۷۰ درصد FA به عنوان جایگزینی برای OPC یا تا ۱۰۰ درصد RCA به عنوان جایگزینی دارند، NCA به طور محافظه کارانه توسط معادلات انجمن مهندسین عمران ژاپن (۱۹۹۷-JSCE)، موسسه بتن آمریکا (ACI ۳۱۸-۱۹)، و انجمن استانداردهای کانادا (CSA-A۲۳.۳-۱) پیش بینی شد.

کلیدواژه ها:

بتن سبز ، سیمان ، سرباره کوره بلند دانه بندی شده ، خاکستر بادی ، دوده سیلیس ، متاکائولین