بررسی افزایش دوام روسازی بتنی در مناطق سردسیر، کاربرد در باند فرودگاه - وبلاگ نیما

به گزارش وبلاگ نیما، نیلوفر سالمی، محقق این طرح در ادامه با بیان اینکه عموماً برای افزایش دوام بتن در برابر چرخه های یخ و ذوب، از مواد حباب زا استفاده می کنند، بیان نمود: این مواد تا حدی باعث کاهش مقاومت فشاری بتن می شود که در این طرح نشان داده شده که استفاده از مقادیر بسیار کم نانوموادی همچون نانوسیلیس و نانوآلومین، نه تنها مقاومت فشاری بتن را به طور چشمگیری افزیش می دهد، بلکه در افزایش دوام بتن در برابر چرخه های یخ و ذوب هم بسیار مؤثر است.

سالمی گفت: در فرایند این مطالعات، برای ساخت بتن، سیمان با نانومواد مذکور با درصدهای وزنی مختلف، ترکیب شده و پس از آن، نمونه ها در دوره های زمانی مختلف تحت آزمایش مقاومت فشاری قرار گرفتند و تعدادی از نمونه ها نیز تحت اثر دوره های متناوب یخ و ذوب قرار داده شد و با آزمایش های مقاومت فشاری و درصد جذب آب، تغییرات در مقاومت فشاری، وزن نمونه ها و درصد جذب آن ها مورد بررسی قرار گرفت.

سالمی نحوه تأثیرگذاری نانوذرات را این گونه شرح داد: استفاده از نانوسیلیس و نانوآلومین در بتن، منجر به ایجاد ساختاری متراکم تر در آن می شودکه این ساختار ناشی از خاصیت ریزپرکنندگی نانو مواد استو از طرفی، در اثر هیدراتاسیون سیمان، آهک آزاد می شود. نانومواد با آهک آزاد شده واکنش داده و ژل سیلیکات کلسیم را، که مقاومت بالایی دارد، ایجاد می کنند.

وی در ادامه گفت: ساختار متراکم تر بتن باعث می شود که بتن در مجاورت با رطوبت، آب کمتری جذب کرده و در دوره انجماد، مقدار کمتری یخ در منافذ آن تشکیل شود. به عبارتی آسیب کمتری به آن وارد شده و همچنین نانومواد با افزایش مقاومت فشاری و کششی بتن (که درصدی از مقاومت فشاری است)، باعث افزایش مقاومت بتن در برابر انجماد آب و انبساط ناشی از تغییر حجم آن می شوند.

بر اساس اعلام ستاد نانو؛ در سال های اخیر، استفاده از روسازی بتنی در برابر روسازی آسفالتی، توجیه اقتصادی بالاتری دارد. همچنین در برخی موارد، استفاده از روسازی بتنی، مثل باندهای فرودگاهی که باید مقاومت بالایی در برابر فشار، ضربه و سایش داشته باشند، تنها گزینه قابل استفاده است. یکی از مسائل عمده استفاده از روسازی بتنی در مناطق سردسیر، دوام پایین آن در برابر چرخه های یخ و ذوب است. از این رو افزایش دوام این نوع روسازی برای سهولت کاربرد آن به ویژه در مناطق سردسیر الزامی به نظر می رسد. هدف از انجام این کار ارائه راهکاری برای دستیابی به این مهم بتن بوده است.

برای این منظور، محققان این طرح به بررسی اثرات استفاده از نانوذرات اکسید سیلیسیوم (نانوسیلیس) و اکسید آلومینیوم (نانوآلومین) بر خواص مکانیکی و دوام بتن پرداختند. نتایج این طرح مشکل فرسایش زودهنگام بتن و کاهش مقاومت آن در مناطق سردسیر را حل می کند.

نتایج این پژوهش در مجله Construction and Building Materials (جلد 48، سال 2013، صفحات 580 تا 584) به چاپ رسیده و با همکاری دکتر کیاچهر بهفرنیا- عضو هیات علمی دانشگاه صنعتی اصفهان و نیلوفر سالمی- دانشجوی دکتری مهندسی عمران همین دانشگاه اجرا شده است.