كليدواژه :
حرارت زياد , بتن با سيمان پرتلند , مقاومت فشاري , نانو ساختار C-S-H , SEM
چكيده فارسي :
رفتار بتن در درجه حرارت‌هاي زياد، از نظر تامين ايمني سازه تحت بارهاي مشخص و اندازه‌گيري ظرفيت باربري براي ادامه بهره‌برداري سازه اهميت دارد. از اين‌رو هدف اين مقاله بررسي تاثير حرارت‌هاي مختلف بر پارامترهاي مقاومتي بتن با سيمان پرتلند از منظر ريزساختاري با نگرش به تغييرات نانوساختار هيدرات سيليكات كلسيم (C-S-H) است. در اين راستا حدود 300 نمونه به مدت 1، 3، 7، 14 و 28 روزه درحمام رطوبت عمل‌آوري شده‌است. سپس همه آزمونه‌ها به مدت 2 ساعت در دماي 25، 50، 100، 200، 300، 500، 700 و 900 درجه سلسيوس قرار گرفته‌است. درصد تغييرات طولي و وزني، مقاومت فشاري و رفتار ترك‌خوردگي در نمونه‌هاي بتن مورد بررسي قرارگرفته‌است. همچنين براي ارزيابي رفتار ريزساختاري آزمونه‌ها در دماي متفاوت از تصاوير ميكروسكوپ الكترونيكي روبشي (SEM) استفاده شد. براساس نتايج پژوهش حاضر به دليل ماهيت رفتاري نانو ساختار C-S-H، تغييرات وزن، طول ومقاومت فشاري نمونه‌ها وابسته به رفتار نانو ساختار C-S-H است. با شروع تجزيه نانو ساختار C-S-H بر اثر حرارت، افت مقاومت فشاري و افت وزني مشاهده شده و ترك‌ها نيز گسترده‌تر مي‌شود. بر اساس نتايج حاصل شده مقاومت فشاري نمونه 14 و 28 روزه تحت دماي 900 درجه سلسيوس به ترتيب از kg/cm2262 و kg/cm2270 به مقدار kg/cm236 و kg/cm244 كاهش يافته‌است. دليل اين كاهش براساس نتايج SEM، تجزيه كامل نانوساختار C-S-H و پرتلنديت در ساختار سيمان است.
چكيده لاتين :
Concrete behavior at high temperatures has significant implications for structural safety under specific loads and for measuring the load-bearing capacity of a structure for its continued utilization. The calcium silicate hydrate (C-S-H) is a nanostructure produced by the hydration of cement paste and plays a significant part in enhancing concrete strength; however, its behavior varies with changes in temperature. Thus, this paper aims to investigate the effect of different temperatures on the strength parameters of concrete made with Portland cement from a nanostrucrual viewpoint based on the nanostrucrual changes in C-S-H. Accordingly, 300 samples were cured for 1, 3, 7, 14, and 28 days in a moisture room. After that, all samples were exposed to temperatures of 25, 50, 100, 200, 300, 500, 700, and 900 degrees Celsius for two hours. The changes in length and weight, compressive strength, and cracking behavior in the concrete samples were studied. Moreover, scanning electron microscopy (SEM) was used to analyze the microstructural behavior of samples at different temperatures. Based on the results, the behavior of C-S-H nanostructure causes the changes in length, weight, and compressive strength of the samples to be dependent on the C-S-H nanostructure behavior. With the onset of C-S-H decomposition due to heat, the compressive strength and weight decrease and the cracks spread. The results indicated that the compressive strengths of the 14- and 28-day samples reduced from 262 kg/cm2 and 270 kg/cm2 to 36 kg/cm2 and 44 kg/cm2, respectively. SEM analysis indicated that this reduction was due to the complete decomposition of the C-S-H nanostructure and Portlandite in the cement structure.
