تاثیر درجه حرارت های زیاد بر عملکرد بتن با نگرش به تغییرات نانوساختار C-S-H

رفتار بتن در درجه حرارت های زیاد، از نظر تامین ایمنی سازه تحت بارهای مشخص و اندازه گیری ظرفیت باربری برای ادامه بهره برداری سازه اهمیت دارد. از این رو هدف این مقاله بررسی تاثیر حرارت های مختلف بر پارامترهای مقاومتی بتن با سیمان پرتلند از منظر ریزساختاری با نگرش به تغییرات نانوساختار هیدرات سیلیکات کلسیم (C-S-H) است. در این راستا حدود 300 نمونه به مدت 1، 3، 7، 14 و 28 روزه درحمام رطوبت عمل آوری شده است. سپس همه آزمونه ها به مدت 2 ساعت در دمای 25، 50، 100، 200، 300، 500، 700 و 900 درجه سلسیوس قرار گرفته است. درصد تغییرات طولی و وزنی، مقاومت فشاری و رفتار ترک خوردگی در نمونه های بتن مورد بررسی قرارگرفته است. همچنین برای ارزیابی رفتار ریزساختاری آزمونه ها در دمای متفاوت از تصاویر میکروسکوپ الکترونیکی روبشی (SEM) استفاده شد. براساس نتایج پژوهش حاضر به دلیل ماهیت رفتاری نانو ساختار C-S-H، تغییرات وزن، طول ومقاومت فشاری نمونه ها وابسته به رفتار نانو ساختار C-S-H است. با شروع تجزیه نانو ساختار C-S-H بر اثر حرارت، افت مقاومت فشاری و افت وزنی مشاهده شده و ترک ها نیز گسترده تر می شود. بر اساس نتایج حاصل شده مقاومت فشاری نمونه 14 و 28 روزه تحت دمای 900 درجه سلسیوس به ترتیب از kg/cm2262 و kg/cm2270 به مقدار kg/cm236 و kg/cm244 کاهش یافته است. دلیل این کاهش براساس نتایج SEM، تجزیه کامل نانوساختار C-S-H و پرتلندیت در ساختار سیمان است.