خلاصه
ارزیابی تغییرات ترک خوردگی ناشی از جمع شدگی خمیری در روسازی های بتنی متاثر از مواد افزودنی مختلف، نقش مهمی در عملکرد این سازه ها بازی می کند. در تحقیق حاضر، اثر ماده ی فوق روان کننده بر پایه ی پلی کربوکسیلات بر تغییرات شدت ترک خوردگی ناشی از جمع شدگی خمیری در روسازی های بتنی در شرایط محیطی سخت بررسی گردید. متوسط عرض، طول و مساحت ترک خوردگی دال بتنی شاهد و حاوی 0/4 و 0/8 درصد ماده ی افزودنی فوق روان کننده با روش استاندارد ارزیابی گردید. دیده شده که ماده ی فوق روان کننده منجر به کاهش چشمگیر ترک خوردگی شده به طوری که در میزان مصرف 0/4، شدت ترک خوردگی به میزان چشمگیری کاهش یافته و در میزان مصرف 0/8 درصد، ترک خوردگی حذف گردید که علت این امر، افزایش نرخ آب انداختگی و کاهش نرخ تبخیر عنوان گردید. همچنین، مشاهده شد که ماده ی فوق روان کننده تاثیر بیشتری بر تغییرات عرضی ترک خوردگی نسبت به تغییرات طولی آن دارد. در انتها نتیجه شد که ماده ی فوق روان کننده در کنترل و کاهش ترک خوردگی ناشی از جمع شدگی خمیری در روسازی های بتنی می تواند نقش موثری بازی کند.
کلمات کلیدی: روسازی های بتنی، ترک خوردگی ناشی از جمع شدگی خمیری، ماده ی فوق روان کننده، پلی کربوکسیلات، شرایط محیطی سخت
مقدمه
بیشتر روسازی های ساخته شده در ایران، از نوع روسازی انعطاف پذیر و با استفاده از مصالح بتن آسفالتی ساخته شده اند. ارزان بودن قیر در گذشته، آشنایی بیشتر متخصصان و مجریان صنعت عمران با این نوع روسازی و وجود ماشین آلات و تجهیزات اجرای آن از عمده دلایل توجه بیشتر متولیان صنعت روسازی کشور به روسازی آسفالتی بوده است. در سال های اخیر با افزایش قیمت قیر، تولید مازاد سیمان در کشور و نیاز بیشتر روسازی های آسفالتی به عملیات تعمیر، ترمیم و بازسازی باعث شد تا توجه به روسازی های بتن سیمانی نیز بیشتر گردد. روسازی های بتنی از یک دال بتنی ساده یا مسلح ساخته می شود که به طور مستقیم بر روی خاک بستر کوبیده شده قرار داده شده و یا بر روی سطح اساس دانه ای یا تثبیتی احداث می شود.[1] روسازی های بتنی از مقاومت، دوام و عملکرد بالایی نسبت به روسازی های آسفالتی برخوردار بوده و در نتیجه نیاز کمتری به عملیات تعمیر و نگهداری پیدا می کند.[2,3] از این جهت این رویه ها مورد توجه بیشتر محققان و مجریان صنعت روسازی واقع شده است.
تداوم خدمت دهی یک روسازی بتنی و حفظ کیفیت آن، به عدم وجود خرابی و ترک خوردگی در آن می باشد. یکی از انواع شایع ترک خوردگی در روسازی های بتنی که در ساعات اولیه پس از ساخت روسازی رخ می دهد، ترک خوردگی ناشی از جمع شدگی خمیری در مخلوط بتنی است.[4–6] این نوع ترک خوردگی به دلیل تبخیر سطحی بالا در دال بتنی و تشکیل فشار های مویینگی منفی است. این فشار ها باعث ایجاد جمع شدگی خمیری در دال بتنی شده که در مقید بودن دال و جلوگیری از حرکت ناشی از جمع شدگی در آن، تنش های کششی در سطح روسازی بتنی شکل می گیرد. تجاوز شدت تنش های کششی از مقاومت کششی بتن تازه، ترک خوردگی ناشی از جمع شدگی خمیری در روسازی های بتنی را به همراه دارد.[7–9] ترک خوردگی ناشی از جمع شدگی خمیری بیشتر در سازه های بتنی مسطح مانند روسازی های بتنی رخ داده چرا که سطح وسیعی از سازه ی بتنی در معرض تبخیر سطحی قرار دارد. از آن جا که تبخیر سطحی به عوامل و شرایط محیطی شامل دمای محیطی، رطوبت نسبی هوا و میزان
جریان باد بستگی داشته، در نتیجه هر یک از این عوامل محیطی، نقش موثری در شدت ترک خوردگی بازی می کنند.[10] از این جهت، در شرایط محیطی سخت با دمای بالا، رطوبت نسبی هوای پایین و سرعت جریان باد زیاد، خطر وقوع ترک خوردگی ناشی از جمع شدگی خمیری همواره دوام و کیفیت روسازی بتنی را تهدید می کند.
در ساخت روسازی های بتنی همانند دیگر سازه های بتنی، از مواد افزودنی مختلف به منظور اصلاح یا تغییر خصوصیات مختلف مخلوط های بتنی مورد استفاده قرار می گیرد. مواد افزودنی فوق روان کننده یکی از مواد پر کاربرد در ساخت سازه های بتنی مختلف از جمله روسازی های بتنی است. این مواد به منظور اصلاح روانی مخلوط های بتنی و تسهیل در اجرای سازه ی بتنی مورد استفاده قرار گرفته و از افزایش نسبت آب به مواد سیمانی و به دنبال آن، از کاهش خصوصیات مقاومتی و دوامی سازه جلوگیری می کند.[11] مواد افزودنی فوق روان کننده بر پایه ی پلی کربوکسیلات، نسل جدید مواد افزودنی اصلاح کننده ی روانی بتن بوده که به دلیل عملکرد بالا و میزان مصرف پایین، مورد توجه بسیاری قرار گرفته است.
هر ماده افزودنی در مخلوط بتنی، علاوه بر تغییر یا اصلاح خصوصیات مورد نظر، می تواند منجر به تغییر دیگر خصوصیات مخلوط های بتنی گردد. این موضوع در مورد ماده ی افزودنی فوق روان کننده نیز وجود داشته، به طوری که ماده ی افزودنی فوق روان کننده بر پایه ی پلی کربوکسیلات، می تواند میزان هوای بتن، مقاومت فشاری و گرانروی بتن را دستخوش تغییر کند. از این جهت این انتظار وجود دارد که این ماده بر شدت تغییرات ترک خوردگی ناشی از جمع شدگی خمیری تاثیر بگذارد. بنابراین برخی از محققان به بررسی اثرات مواد افزودنی مختلف از جمله ماده ی افزودنی فوق روان کننده بر تغییر رفتار ترک خوردگی ناشی از جمع شدگی خمیری در مخلوط های بتنی پرداختند. در تحقیق انجام شده توسط کامبرینک و همکاران، اثر مواد افزودنی مختلف بر تغییر رفتار ترک خوردگی مخلوط های بتنی در حالت خمیری مورد ارزیابی قرار گرفت. در این تحقیق، از ماده ی افزودنی فوق روان کننده بر پایه ی پلی کربوکسیلات اتر نیز در روند مطالعه استفاده شد. نتایج حاکی از آن بود که ماده ی افزودنی فوق روان کننده بر پایه ی پلی کربوکسیلات اتر باعث تاخیر در شروع ترک خوردگی شده و همچنین شدت ترک خوردگی را تا میزان 45 درصد کاهش می دهد.[12] در این تحقیق، مساحت ترک خوردگی آزمونه های بتنی مورد ارزیابی قرار گرفته و دیگر خصوصیات هندسی ترک خوردگی محاسبه نگردید. همچنین، تغییرات رفتار ترک خوردگی ناشی از جمع شدگی خمیری در مخلوط های بتنی مورد استفاده در روسازی های بتنی بررسی نگردید. با این حال، با توجه به نتایج به دست آمده از این مطالعه، می توان مشاهده نمود که افزودن ماده ی فوق روان کننده بر پایه ی پلی کربوکسیلات اتر بر روند تغییرات شدت ترک خوردگی ناشی از جمع شدگی خمیری تاثیرات محسوسی دارد.
دیدگاه خود را بنویسید